(57)【要約】  携帯機器に関してリアルタイムで位置情報を決定するように構成されたマスタ装置を備えた通信システム。マスタ装置は、主通信リンクを介して発生する通信を監視するように、１つ以上のモニタ装置に指示する。モニタ装置は、携帯機器からの信号に関する特性情報を感知し、この特性情報を補助通信リンクを介してマスタ装置に通信する。通信システムは、携帯機器の位置を決定し、携帯機器を認証し、動作を許可または開始するため携帯機器が認可されているかどうかを判定し、設備に関する動作を命令しまたは可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報をリアルタイムで確立するためのシステムであって、
複数の固定位置装置と、
前記固定位置装置の各々は、補助通信リンクを介して前記複数の固定位置装置の少なくとも１つの他のものと通信するように構成され、前記固定位置装置の各々に関する固定位置情報がメモリに記憶され、
主通信リンクを介して前記固定位置装置の第１のものと無線通信するように構成された携帯機器と、を備え、
前記固定位置装置の第２のものは、前記固定位置装置の前記第１のものと前記携帯機器との間の、前記主通信リンクを介した通信を監視するように構成され、
前記固定位置装置の前記第２のものは、前記監視された通信に関する１つ以上の信号特性を決定し、前記１つ以上の信号特性に関する信号情報を前記補助通信リンクを介して前記固定位置装置の前記少なくとも１つの他のものへ通信し、そして、
前記携帯機器についての位置情報が、前記補助通信リンクを介して通信される前記１つ以上の信号特性に関する前記信号情報に基づいて決定されるシステム。
【請求項２】
前記固定位置装置の各々は、前記補助通信リンクを介して通信するための補助通信回路を含み、前記固定位置装置の前記第１のものは、前記主通信リンクを介して通信するための主通信回路を含み、前記主通信リンクおよび前記補助通信リンクが同じタイプのハードウェアプロトコルを利用できるように、前記補助通信回路と前記主通信回路とは実質的に同じであり、前記補助通信リンクでの前記通信は、携帯機器動作が前記補助通信リンクでの前記通信によって実質的に影響されないように、前記主通信リンクでの前記通信とは別個である請求項１のシステム。
【請求項３】
前記固定位置装置の少なくとも１つは、前記携帯機器の識別情報を認証するように構成され、前記携帯機器の前記識別情報が認証されない場合、前記決定された位置情報は無効とみなされる請求項１のシステム。
【請求項４】
前記固定位置装置の少なくとも１つは、前記携帯機器によって送信されたものとして、前記主通信リンクを介して前記監視された通信を認証するように構成され、前記監視された通信が前記携帯機器によって送信されたものとして認証されない場合、前記１つ以上の信号特性に関する前記信号情報は無効とみなされ、位置情報を決定するために使用されない請求項１のシステム。
【請求項５】
前記位置情報は設備制御部に通信され、前記設備制御装置は、ａ）前記携帯機器の位置を監視すること、ｂ）前記位置情報に基づいて設備動作を命令するかまたは可能にすることの少なくとも１つに適応させる請求項１のシステム。
【請求項６】
設備動作は、前記位置情報に基づき、無効にされ、可能にされ、命令され、要求され、更新され、および応答される、内の少なくとも１つである、請求項１のシステム。
【請求項７】
前記可能にされまたは命令される設備動作は、前記携帯機器の認証に基づいて決定される請求項６のシステム。
【請求項８】
前記可能にされまたは命令される設備動作は、前記携帯機器のために構成された認可に基づいて決定される請求項６のシステム。
【請求項９】
前記固定位置装置の前記第１のものはマスタ装置であり、
前記マスタ装置は、前記携帯機器の位置を決定するための基礎として使用される１つ以上の信号特性をメモリに記憶し、前記１つ以上の信号特性は、前記マスタ装置と前記携帯機器との間の前記主通信リンクを介した通信に基づいて決定され、
前記固定位置装置の第２のものと第３のものは、前記１つ以上の信号特性を決定するために前記マスタ装置と前記携帯機器との間の通信を傍受するように構成されたモニタ装置であり、そして 
前記マスタ装置は、ａ）前記携帯機器の前記格納された１つ以上の信号特性、およびｂ）前記傍受された通信から前記モニタ装置によって決定された前記１つ以上の信号特性、に基づいて、前記マスタ装置および前記モニタ装置に対する前記携帯機器についての前記位置情報を決定するように構成される請求項１のシステム。
【請求項１０】
固定位置装置の第２のものがマスタ装置となり、固定位置装置の第１のものがモニタ装置となるように、前記固定位置装置の前記第１のものは、前記マスタ装置であることを前記固定位置装置の前記第２のものに譲り渡すように構成される請求項９のシステム。
【請求項１１】
固定位置装置の第１のものは第１のマスタ装置であり、固定位置装置の第２のものはモニタ装置から第２のマスタ装置に移行するように構成される請求項９のシステム。
【請求項１２】
前記マスタ装置は、前記主通信リンクを介した通信の傍受を可能にするために、前記補助通信リンクを介して前記モニタ装置にスケジュール情報および接続パラメータのうちの少なくとも１つを通信する請求項９のシステム。
【請求項１３】
前記マスタ装置は、前記複数の固定位置装置の各々についての前記固定位置情報にさらに基づいて、前記位置情報を決定するように構成される請求項９のシステム。
【請求項１４】
前記１つ以上の信号特性は信号強度情報を含み、前記位置情報は、前記携帯機器からのパケットの前記信号強度情報、前記マスタ装置に記憶された前記信号強度情報、および前記固定位置情報のヒューリスティック分析によって決定される請求項１３のシステム。
【請求項１５】
１つ以上の前記固定位置装置の前記位置情報が、１つの固定位置装置のメモリに記憶され、１つ以上の他の前記固定位置装置の前記位置情報が、別の固定位置装置のメモリに記憶される請求項１のシステム。
【請求項１６】
前記補助通信リンクは、前記固定位置装置の前記第１のものと前記固定位置装置の前記第２のものとの間の無線通信を介して確立される請求項１のシステム。
【請求項１７】
前記補助通信リンクがブルートゥース低エネルギーである請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記主通信リンクの通信プロトコルがブルートゥース低エネルギーである請求項１のシステム。
【請求項１９】
前記固定位置装置のうちの少なくとも１つのアンテナ構成が可変である請求項１のシステム。
【請求項２０】
アンテナ構成は、高指向性モードと全指向性モードとの間で可変である請求項１９のシステム。
【請求項２１】
アンテナ構成が円偏波される請求項１のシステム。
【請求項２２】
主通信リンクで利用される送信強度は、位置決定を容易にするために可変である請求項１のシステム。
【請求項２３】
携帯機器は、携帯機器によって送信または受信される通信のための１つ以上の装置側信号特性を測定するように構成され、携帯機器は、１つ以上の装置側信号特性を、固定位置装置の第１のものに通信し、複数の固定位置装置のうちの少なくとも１つは、１つ以上の装置側信号特性に基づいて動的に較正するように構成される請求項１のシステム。
【請求項２４】
動的な較正が、ａ）１つ以上の決定された信号特性を調整すること、ｂ）場所を決定するために使用されるアルゴリズムを調整すること、の少なくとも１つを含む請求項２３のシステム。
【請求項２５】
１つ以上の装置側信号特性は、ａ）主通信リンクを介した通信、ｂ）携帯機器の状態の変化、ｃ）１つ以上の装置センサからのセンサデータ、のうちの少なくとも１つに関係する請求項２３のシステム。
【請求項２６】
固定位置装置の第１のものは、携帯機器を認証するように構成される請求項２３のシステム。
【請求項２７】
携帯機器は、その動作、または主通信リンクを介する通信の内容を変更するように構成され、携帯機器は、固定位置装置の第１のものによって提供される情報に基づいて、その動作または内容を変更するように構成される請求項１のシステム。
【請求項２８】
内容を変更するための基礎を形成する情報は、ａ）通信する次のチャネル、ｂ）相関情報、およびｃ）命令、のうちの少なくとも１つを含む請求項２７のシステム。
【請求項２９】
携帯機器についてのリアルタイムの位置情報を確立するための装置であって、
携帯機器からの無線通信送信を受信するように動作可能な第１の通信インターフェースと、
前記第１の通信インターフェースは、前記装置によって受信される携帯機器からの前記無線通信送信に関連する１つ以上の装置信号特性を取得するように構成され、
前記装置とは別個の、少なくとも１つの固定位置装置と通信するように構成された第２の通信インターフェースと、
前記通信は、少なくとも１つの固定位置装置によって受信された携帯機器からの無線通信送信の、１つ以上の通信信号特性を含み、そして、
前記第１の通信インターフェースと前記第２の通信インターフェースに動作可能に結合されたコントローラと、を備える装置。
【請求項３０】
前記１つ以上の通信信号特性は、携帯機器からの無線通信送信に基づいて計算される請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記１つ以上の通信信号特性は、少なくとも１つの固定位置装置によって計算される請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記コントローラは、第２の通信インターフェースを介して提供される通信に関する１つ以上の補助信号特性を決定するように構成される請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
前記装置は、第２の通信インターフェースを介して提供される通信に基づいて１つ以上の補助信号特性を測定するように構成され、前記装置は、１つ以上の補助信号特性を第２の通信インターフェースを介して別の装置に通信するように構成され、１つ以上の通信信号特性は、１つ以上の補助信号特性に少なくとも部分的に基づいている請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
１つ以上の補助信号特性は、第２の通信インターフェースを介して提供される通信の１つ以上の受信信号特性であり、１つ以上の受信信号特性は、第２の通信インターフェースを介して受信される通信のＲＳＳＩを含む請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
少なくとも１つの固定位置装置は、携帯機器から受信した通信に関する１つ以上の受信信号特性を決定するように構成される請求項２９に記載の装置。
【請求項３６】
前記コントローラは、少なくとも１つの固定位置装置からの通信信号強度情報に基づいて、携帯機器についての位置情報を決定するように構成される請求項２９に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の通信インターフェースは補助通信回路を含み、前記第１の通信インターフェースは主通信回路を含み、前記補助通信回路と前記主通信回路は、前記第１および第２の通信インターフェースが同じタイプのハードウェアプロトコルを使用できるように、実質的に同じであり、前記第１の通信インターフェースを介した前記通信は、携帯機器動作が前記第２の通信インターフェースを介する前記通信によって実質的に影響されないように、前記第２の通信インターフェースを介する前記通信とは別個である請求項２９に記載の装置。
【請求項３８】
前記コントローラは、少なくとも１つの固定位置装置からの前記通信信号特性に基づいて、携帯機器についての位置情報を決定するように構成される請求項２９に記載の装置。
【請求項３９】
携帯機器の識別情報が認証され、前記決定された位置情報は、携帯機器の前記識別情報が認証されない場合、無効とみなされる請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記１つ以上の通信信号特性は、携帯機器によって送信されたことについて認証され、前記１つ以上の通信信号特性は、携帯機器の前記識別情報が認証されないとき無効とみなされ、無効とみなされる前記１つ以上の通信信号特性は、位置決定に使用されない請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
設備の動作を制御する設備制御部と通信するように構成された設備動作インターフェースを備え、前記装置は前記設備に対して固定配置され、前記位置情報に基づいて、設備動作が可能にされまたは命令される内の、少なくとも一方が行われる請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
前記可能にされまたは命令される設備動作は、携帯機器の認証に基づいて決定される請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記可能にされまたは命令される設備動作は、前記携帯機器のために構成された認可に基づいて決定される請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記可能にされまたは命令される設備動作は、前記１つ以上の通信信号特性の認証に基づいて決定される請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記装置は、マスタ装置であり、
前記コントローラは、前記第１の通信インターフェースを介して、携帯機器との接続を確立する請求項３８に記載の装置。
【請求項４６】
前記装置は、前記第１の通信インターフェースを介し、ブルートゥース低エネルギーを使用して携帯機器と通信する請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記コントローラは、携帯機器からの前記無線通信送信の傍受を可能にするために、前記第２の通信インターフェースを介して、前記固定位置装置への携帯機器との前記接続に関するスケジュール情報と接続パラメータのうちの少なくとも１つを通信する請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
前記コントローラは、前記第１の通信インターフェースから取得された前記１つ以上の装置信号特性、前記１つ以上の通信信号特性、およびマスタ装置および固定位置装置についての位置情報に基づいて、前記装置に対する携帯機器についての前記位置情報を決定し、前記位置情報は、マスタ装置のメモリに記憶される請求項３８に記載の装置。
【請求項４９】
前記装置は、前記第２の通信インターフェースを介して、複数の固定位置装置からの通信を受信するように構成され、前記通信は、複数の固定位置装置によって携帯機器から受信した無線通信送信に基づく、前記１つ以上の通信信号特性を含み、そして
前記コントローラは、複数の固定位置装置によって監視される前記通信からの前記１つ以上の通信信号特性に基づいて、前記装置に対する携帯機器についての前記位置情報を決定する請求項３８に記載の装置。
【請求項５０】
前記１つ以上の通信信号特性は、受信信号強度表示を含み、携帯機器についての前記位置情報は、ヒューリスティック分析、フィンガープリンティング分析、および三辺測量のうちの少なくとも１つによって決定される請求項３８に記載の装置。
【請求項５１】
前記１つ以上の通信信号特性は、受信到着角度を含み、携帯機器についての前記位置情報は、ヒューリスティック分析、フィンガープリンティング分析、および到着角度分析のうちの少なくとも１つによって決定される請求項３８に記載の装置。
【請求項５２】
前記装置とは別個の少なくとも１つの固定位置装置が、第１の通信インターフェースを介して携帯機器と通信するように構成されたマスタ装置を含み、
前記装置は、携帯機器とマスタ装置との間の通信を傍受するモニタ装置であり、通信は、前記第１の通信インターフェースを介して傍受され、
前記１つ以上の装置信号特性は、前記第１の通信インターフェースから傍受された通信に基づいており、そして
前記コントローラは、前記第２の通信インターフェースを介して、前記１つ以上の装置信号特性に基づく前記１つ以上の通信信号特性を通信する請求項２９に記載の装置。
【請求項５３】
前記装置は、第２の通信インターフェースを介して別の固定位置装置から前記１つ以上の信号特性を取得するモニタ装置である請求項２９に記載の装置。
【請求項５４】
前記装置は、前記第１の通信インターフェースを介してブルートゥース低エネルギーを使用して携帯機器との通信を傍受する請求項５２に記載の装置。
【請求項５５】
前記１つ以上の装置信号特性は、受信信号強度、受信到着時間、受信到着時間差、および受信到着角度のうちの少なくとも１つを含む請求項５２に記載の装置。
【請求項５６】
携帯機器の位置をリアルタイムに決定する方法であって、
マスタ装置において、無線通信リンクを介して携帯機器から無線通信を受信すること、
少なくとも１つの固定位置装置に、携帯機器からマスタ装置への無線通信を監視するように指示すること、
固定位置装置によって監視される無線通信に基づく１つ以上の信号特性を、無線通信とは別の補助通信リンクを介して受信すること、
固定位置装置の位置に関する位置情報を取得すること、および、
１つ以上の信号特性および位置情報に基づいて、携帯機器の位置を決定することを備える方法。
【請求項５７】
携帯機器の識別情報を認証すること、および、
認証されていない携帯機器の識別情報に基づいて、１つ以上の信号特性を無効とみなすことを備える請求項５６の方法。
【請求項５８】
前記１つ以上の信号特性を携帯機器によって送信されたものとして認証すること、
認証されていない、監視される無線通信の識別情報に基づき、１つ以上の信号特性を無効とみなすこと、および、
１つ以上の信号特性を無効とみなしたことに応答して、位置決定のために、１つ以上の信号特性を無視することを備える請求項５７の方法。
【請求項５９】
決定された位置に基づいて設備動作を可能にするか、または命令することを備える請求項５６の方法。
【請求項６０】
前記設備動作を可能にするかまたは命令することは、携帯機器の認証に基づき、設備動作を可能にするかまたは命令することを含む請求項５９の方法。
【請求項６１】
前記設備動作を可能にするかまたは命令することは、携帯機器に対する認可に基づき、設備動作を可能にするかまたは命令することを含む請求項５９の方法。
【請求項６２】
前記設備動作を可能にするかまたは命令することは、監視された通信を携帯機器によって送信されたものとして認証することに基づき、設備動作を可能にするかまたは命令することを含み、１つ以上の信号特性は、固定位置装置によって監視される無線通信に基づくものである請求項５９の方法。
【請求項６３】
前記指示は、前記固定位置装置が携帯機器からマスタ装置への通信を盗聴することを可能にする通信情報を提供することを含む請求項５６の方法。
【請求項６４】
携帯機器とマスタ装置との間の無線通信に関する１つ以上の信号特性を、マスタ装置において決定することを備える請求項５６の方法。
【請求項６５】
１つ以上の信号特性は、受信信号強度、受信到着時刻、受信到着時間差、および受信到着角度のうちの少なくとも１つを含み、そして
前記位置を決定することは、ａ）１つ以上の信号特性および位置情報のヒューリスティック分析、およびｂ）１つ以上の信号特性および位置情報のフィンガープリンティング分析、のうちの１つ以上に基づき、位置を決定することを含む請求項５６の方法。
【請求項６６】
携帯機器の位置は、車両に対して決定され、前記位置を決定することは、動作モードに基づいてアルゴリズムプロセスを決定することを含み、アルゴリズムプロセスを決定することは、三辺測量アルゴリズム、三角測量アルゴリズム、ヒューリスティック分析、およびフィンガープリンティング分析の少なくとも１つを選択することを含み、動作モードは、ａ）携帯機器が車両に対して第１のゾーンの外側または内側にあると判定されたかどうか、ｂ）携帯機器が車両の車室の外側または内部にあると判定されたかどうか、の少なくとも１つに基づいて決定される請求項５６の方法。
【請求項６７】
ヒューリスティック分析は、確率的フィンガープリンティングヒューリスティック分析を含む請求項６６の方法。
【請求項６８】
１以上の信号特性は、複数のタイプの特性を含み、かつ、ａ）受信信号強度表示、ｂ）受信到着時間、ｃ）受信到着時間差、およびｄ）到着角度のうちの少なくとも１つを含み、そして、
前記決定することは、複数のタイプの特性に基づいて、位置を決定するための複数の演算を実行することを含み、複数の演算は、三辺測量演算、三角測量演算、ヒューリスティック演算、およびフィンガープリンティング演算のうちの少なくとも１つを含む請求項５６の方法。
【請求項６９】
前記複数の演算は、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、またはフィンガープリンティング技術と、全体的または部分的に組み合わせて、実行または推定される請求項６８の方法。
【請求項７０】
１つ以上の第１のセンサからの第１のセンサ出力に基づいて、携帯機器の動き情報および位置情報のうちの少なくとも１つを決定することを備える請求項５６の方法。
【請求項７１】
１つ以上の第１のセンサは、角速度センサ、磁力計、加速度計、超音波スピーカ／マイクロフォン、および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機のうちの少なくとも１つを含み、
１つ以上の第２のセンサからの第２のセンサ出力に基づいて、マスタ装置および／または１つ以上のモニタ装置の動き情報および位置情報の少なくとも１つを決定することを備え、
１つ以上の第２のセンサは、角速度センサ、磁力計、加速度計、超音波スピーカ／マイクロフォン、および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、速度計、走行距離計、およびマスタ装置および１つ以上のモニタ装置が取り付けられた対象物の動作状態および／または特性を示す出力を提供する動作状態センサのうちの少なくとも１つを含み、そして、
携帯装置の動き情報と位置情報の少なくとも１つ、マスタおよび／または１つ以上のモニタ装置の動き情報と位置情報の少なくとも１つ、およびカルマンフィルタ、粒子フィルタ、ヒューリスティック分析、およびフィンガープリンティング技術の少なくとも１つにより、携帯機器の決定された位置を統合することを備える請求項７０の方法。
【請求項７２】
携帯機器についての位置情報をリアルタイムで確立するシステムを較正する方法であって、
互いに対して既知の位置に第１の装置と第２の装置を設けること、
相互に、かつ第１および第２の装置に対して、固定された位置関係で、複数の未較正装置を設けること、
互いに対しての第１の装置と第２の装置に関する位置情報を取得すること、
第１の装置と、第２の装置および複数の未較正装置の少なくとも１つとの間に、主通信リンクを介して通信接続を確立すること、
第１の装置と、第２の装置および複数の未較正装置の各々に対する位置情報を示す１以上の信号特性を決定するために、通信接続を監視すること、
主リンクとは別個の補助通信リンクを介して、１以上の信号特性に関する情報を通信すること、
複数の較正済み装置をもたらすために、複数の未較正装置に関する較正情報を決定すること、
その較正情報は、第１の装置と第２の装置の少なくとも１つに対する、多数の較正済み装置の位置を決定することを容易にするものである方法。
【請求項７３】
第１の装置は、第２の装置に対して一時的に位置が固定され、
第２の装置および複数の較正済み装置の近傍から第１の装置を取り去ることを備える請求項７２の方法。
【請求項７４】
較正情報が、送信信号強度、アンテナモード、アンテナタイプ、および位置アルゴリズムのうちの少なくとも１つに対する調整パラメータを含む請求項７２の方法。
【請求項７５】
複数の較正済み装置の位置に関して、携帯機器の既知の使用パターンについての情報を取得すること、
主通信リンクを介して携帯機器との通信接続を確立すること、
１つ以上の較正済み装置において、１つ以上の信号特性を決定するために、通信接続において携帯機器から送信される通信を監視すること、
１つ以上の信号特性に関する信号情報を補助通信リンクを介して通信すること、および
さらに、ａ）携帯機器から送信される通信に関する１つ以上の信号特性に関する信号情報と、ｂ）携帯機器の既知の使用パターンと、に基づいて、較正情報を開発すること、を備える請求項７２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器に関するリアルタイム位置情報を確立するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、無線周波数通信を監視することによって携帯機器の位置情報を確立するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体のリアルタイム位置または場所の決定は、広範囲のアプリケーションに渡ってますます有益になってきている。リアルタイム位置決めシステム（Real-time locating System:ＲＴＬＳ）は、例えば、自動車、保管、小売、認証のためのセキュリティアクセス、および認可のためのセキュリティアクセスを含む多くの分野において、携帯機器などの物体を追跡するために使用され、依拠されている。
【０００３】
自動車分野における従来の１つのＲＴＬＳシステムは、車両内に配置され、無線周波数を介して携帯機器と通信することができるトランシーバまたはマスタコントローラを含む。マスタコントローラは、それ自体と携帯機器との間の通信の信号強度を監視し、この監視された情報を、車両に対する携帯機器の位置を決定するための基礎として使用する。しかし、このタイプのＲＴＬＳシステムは、主に、干渉などの距離以外の要因が信号強度に影響する可能性があるため、しばしば不正確となる。例えば、実際の距離の増加ではなく干渉により信号強度が低下する場合、トランシーバは、携帯機器が実際の距離、つまり干渉のないときに決定されたであろう距離よりも遠くに位置していると誤って決定する可能性がある。
【０００４】
多数の技術は、位置情報を決定するために送信機と受信機との間の通信の信号強度を使用することを中心に据えている。しかしながら、これらの技術は、様々な状況下で正確な位置情報を提供することができないことが多い。例えば、上述した干渉の問題に加えて、携帯機器内のリソース割り当ては、位置情報を決定するための基礎として信号強度を利用する能力に悪影響を及ぼし得る。例えば、ブルートゥース（登録商標、以下同様）通信システムにおいては、携帯機器は、そのリソースによって、同時ブルートゥースオペレーションの選択数が制限されることが多い。携帯機器が、ハンズフリープロファイル（ＨＦＰ）音声接続を試みている電話機であり、同時に車両に対する電話機の位置を決定しようとしている場合、携帯機器は、電話機の位置の決定を促進する接続よりもＨＦＰ接続を優先させるかもしれない。この優先順位付けは、携帯機器におけるリソース割り当ての直接的な結果であり、車両に対する携帯機器に関する位置情報を決定する能力に悪影響を及ぼし得る。測定誤差は、多くの場合、誤差の重大な原因ともなる。異なる時間に測定された信号の強度、タイミング、および角度は、測定を行っている装置における機器の制約によって、あるいは、異なる時間に測定されたために変化する可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、携帯機器に関してリアルタイムで位置情報を決定するように構成されたマスタ装置を有する通信システムに関する。マスタ装置は、主通信リンクを介して発生する通信を監視するよう、１つ以上のモニタ装置に指示することができる。１つ以上のモニタ装置は、携帯機器からの信号に関する特性情報を感知し、監視された通信および感知された特性情報の少なくとも１つを補助通信リンクを介してマスタ装置に通信することができる。一実施形態において、１つ以上のモニタ装置は、特性情報を感知することと併せて、携帯機器からマスタ装置への少なくとも１つのメッセージを監視することができる。１つ以上のモニタ装置は、感知された特性情報ならびに少なくとも１つのメッセージに関する情報を通信することができる。
【０００６】
一実施形態において、主通信リンクは、マスタ装置と携帯機器との間で確立されてもよい。また、補助通信リンクは、１つ以上のモニタ装置とマスタ装置との間の補助通信リンクを介して通信されるメッセージを携帯機器が実質的に認識しないように、主通信リンクとは別個であってもよい。モニタ装置のための補助通信リンクの使用は、例えば、プロセッササイクル、電力、メモリ、および無線通信コントローラの動作を含む、携帯機器上のリソースを節約することができる。
【０００７】
一実施形態において、通信システムは、複数の固定位置装置（例えば、マスタ装置および１つ以上のモニタ装置）を含むことができ、これらの装置は、それぞれ、補助通信リンクを介して、複数の固定位置装置の少なくとも他の１つと通信するように構成されてもよい。固定位置装置の各々に関する固定位置情報は、揮発性または永続性のあるメモリに格納されてもよい。固定位置情報の特徴は、揮発性メモリに格納されてもよく、他の特徴は、永続メモリに格納されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。一実施形態では、固定位置情報のすべてか、一部が実行時に決定されても良いし、いずれの固定位置情報も実行時に決定されなくともよい。携帯機器は、主通信リンクを介して固定位置装置の第１のものと無線で通信するように構成することができ、固定位置装置の第２のものは、固定位置装置の第１のものと携帯機器間の主通信リンク上の通信を監視するように構成される。固定位置装置の第２のものは、メッセージ内容を受信することができ、マイクロロケーションを含む位置を決定するための基礎として使用し得る、１つ以上の信号特性を感知することができる。１つ以上の信号特性は、監視された通信に関係し得る。１つ以上の信号特性に関する信号特性情報は、補助通信リンクを介して、固定位置装置の少なくとも他の１つに通信されてもよい。補助通信リンクを介して送信される信号の信号特性が、監視される通信の信号特性と併せて通信されてもよい（例えば、１つの固定位置装置から補助通信リンクを介して別の固定位置装置に送信される信号の信号特性も監視され、測定され、通信され、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい）。携帯機器に関する位置情報は、補助通信リンクを介して通信される信号特性情報に基づいて決定されてもよい。通信された信号特性情報のメッセージ内容に基づいて、信号特性情報の真正性（すなわち、その情報が携帯機器からの通信に関連しているか）が判定されてもよい。
【０００８】
別の実施形態では、主通信リンクは、無線ブルートゥース低エネルギー通信リンクであってもよく、補助通信リンクは、有線通信バスであってもよい。マスタ装置は、携帯機器から無線通信送信を受信するように動作可能な第１の通信インターフェースを含むことができ、第１の通信インターフェースは、携帯機器からのマスタ装置によって受信された無線通信送信に関する信号特性情報を取得するよう構成される。一例として、第１の通信インターフェースは、ブルートゥース低エネルギー通信インターフェースであってもよい。
【０００９】
マスタ装置は、マスタ装置とは別の少なくとも１つの固定位置装置と通信するように構成された第２の通信インターフェースも含むことができ、通信は、固定位置装置によって受信された携帯機器からの無線通信送信に関する信号特性情報を含む。例えば、第２の通信インターフェースは有線通信バスであってもよい。マスタ装置は、第１の通信インターフェースおよび第２の通信インターフェースに動作可能に結合されたコントローラをさらに含んでもよく、コントローラは、少なくとも１つの固定位置装置から受信された信号特性情報に基づいて、携帯機器に関する位置情報を決定するように構成されてもよい。
【００１０】
さらに別の実施形態では、動作方法は、携帯機器に関する位置情報を決定することを含む。この方法は、マスタ装置において、無線通信リンクを介して携帯機器から無線通信を受信することと、携帯機器からマスタ装置への無線通信を監視するよう、少なくとも１つの固定位置装置に指示することとを含むことができる。また、この方法は、無線通信リンクとは別個の補助通信リンクを介して、固定位置装置によって監視される無線通信に基づく信号特性情報を受信することを含むことができる。固定位置装置の位置に関する位置情報が取得され、通信された信号特性情報および位置情報に基づいて、携帯機器の位置が決定されてもよい。
【００１１】
１つの態様において、本明細書に記載の１つ以上の実施形態による通信システムは、車両、建物、机、または他の任意の物体／空間などの対象に対する携帯機器に関する位置情報の決定を容易にすることができる。マスタ装置および１つ以上のモニタ装置などの通信システムの構成要素は、対象に対して貼り付けられてもよく（対象に貼り付けられ、対象内に埋め込まれ、対象の近くに配置され、対象によって保持され、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい）、および対象に対する携帯機器の位置情報の決定を容易にするために互いに情報を通信してもよい。これらの通信または通信の実体的な部分は、携帯機器には実質的に知られず、そのような通信を処理するための携帯機器内のリソースの割り当てを潜在的に回避する。
【００１２】
別の態様では、本明細書に記載の１つ以上の実施形態による方法は、携帯機器での追加の電力消費または追加リソースの利用を必要とせずに、従来の方法よりも単一の接続からかなり多くの情報を得ることができる。これは、測定誤差などの従来の方法論の欠点を克服することを容易にすることができる。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の利点および特徴は、現在の実施形態および図面の記載を参照することによって、より完全に理解され、認識されるであろう。
【００１４】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明で述べる、または図面に図示された構成要素の、動作の詳細または構成および配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、様々な他の実施形態で実施することができ、本明細書に明示的に開示されていない別の方法で実施または実行することができる。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであり、限定的であると見なされるべきではないことを理解されたい。「含む（including）」および「備える（comprising）」およびその変形の使用は、それ以降に列挙された項目およびその均等物、ならびにそれらの追加の項目および均等物を包含することを意味する。さらに、列挙が、様々な実施形態の説明において使用され得る。特に明記しない限り、列挙の使用は、本発明を特定の順序または構成要素の数に限定するものとして解釈されるべきではない。また列挙されたステップまたは構成要素と組み合わせることができる任意の追加のステップまたは構成要素を本発明の範囲から除外するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態による通信システムの代表的な図を示す。
【００１６】
【図２】車両に組み込まれた図１の通信システムの代表図を示す。
【００１７】
【図３】建物の上または近傍に配置された図１の通信システムの代表図を示す。
【００１８】
【図４】一実施形態による通信システムのマスタ装置の代表図を示す。
【００１９】
【図５】一実施形態による通信システムのモニタ装置の代表図を示す。
【００２０】
【図６】一実施形態による、通信システムにおける主通信リンクを確立する方法を示す。
【００２１】
【図７】一実施形態による、マスタ装置とモニタ装置との間の実質的な同期を達成する方法、認証方法、認可方法、および設備における動作を命令または許可する方法を示す。
【００２２】
【図８】一実施形態による携帯機器に関する位置情報を決定する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
一実施形態によるシステムおよび方法は、携帯機器に関してリアルタイムで位置情報を決定するように構成されたマスタ装置を備えた通信システムを含む。マスタ装置は、主通信リンクを介して発生する携帯機器からマスタ装置への通信を監視するように、１つ以上のモニタ装置に指示することができる。モニタ装置は、順に、携帯機器からの通信に関する信号特性情報を決定し、この信号特性情報を補助通信リンクを介してマスタ装置に伝達することができる。信号特性情報に基づいて、マスタ装置は、（例えば、距離関数、三辺測量関数、三角測量関数、多辺測量関数、フィンガープリント関数、差分関数、飛行時間関数、到着時間関数、到着時間差関数、到着角関数、出発角関数、幾何関数など、またはそれらの任意の組み合わせで構成されえるアルゴリズムを使用して）携帯機器に関する位置情報を決定することができる。特に、マスタ装置は、マスタ装置および１つ以上のモニタ装置に対する携帯機器の可能性のある位置を決定することができる。
【００２４】
一実施形態による通信システムが図１に示され、全体を１００で表されている。図示されるように、通信システム１００は、マスタ装置１１０と、１つ以上のモニタ装置１２０とを含む。通信システム１００はまた、１つ以上の携帯機器１０および設備制御部１６０を含むことができる。マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０は、図２および図３に示された実施形態に示すように、家具、車両、または建物などの対象または設備に対して固定的に、または静止した位置に配置することができる。マスタ装置１１０は、携帯機器１０と無線通信するように構成されえる。一実施形態では、マスタ装置１１０は、携帯機器１０と信号を交換することができる、ブルートゥースＬＥまたはブルートゥーススマート対応トランシーバとしても知られているブルートゥース低エネルギー（Bluetooth low energy:ＢＬＥ）対応トランシーバのような無線トランシーバを含むことができる。任意のタイプの通信技術またはフレームワークが、携帯機器１０との無線通信に利用されてもよく、ブルートゥースＬＥ対応トランシーバ技術は、本質的に開示の目的のために本明細書に記載されることを理解されたい。
【００２５】
マスタ装置１１０は、設備通信リンク１５０を介して設備制御部１６０と通信し、車両の使用準備、ドアの開扉、または動作の許可などの状態変化を実行するためのコマンドを提供することができる。コマンドは、ａ）動作を実行する、動作を可能にするまたは不可能にする命令あるいは要求、ｂ）データを送信する要求、ｃ）周期的または非周期的データの更新、ｄ）設備制御部１６０からの要求に対する応答、またはそれらの任意の組み合わせを含む、動作をもたらすまたは動作に対する応答である、任意のタイプの通信であってもよい。
【００２６】
設備通信リンク１５０は、有線または無線を含む、本明細書に記載されたいずれかのタイプの通信リンクを含む、任意のタイプの通信リンクであってもよい。一実施形態では、設備通信リンクは、車両におけるＣＡＮバスのような複数の装置を含む有線ネットワークを介して確立することができる。また、設備通信リンク１５０は、主通信リンク１４０および補助通信リンク１３０を含む、本明細書に記載されている他の通信リンクと同じ方法で確立され、任意に同じ媒体を共用してもよいことも理解されたい。例えば、補助通信リンク１３０および設備通信リンク１５０の両方は、ＣＡＮバスを介して、およびオプションとして同じＣＡＮバスを介して確立することができる。設備制御部１６０は、車両などの対象に関連する動作またはサービスを可能にするか、または命令することができる。本明細書で説明するように、設備制御部１６０は、携帯機器１０が指定された位置にあるとの決定に基づいてサービスを可能にすることができる。設備制御部１６０は固定位置装置とは別個に図示されているが、設備制御部１６０はマスタ装置１１０のような固定位置装置に組み込まれてもよいことを理解されたい。一例として、設備制御部１６０は、マスタ装置１１０に組み込まれたソフトウェアモジュールまたはハードウェアインターフェースの形態を取ることができる。
【００２７】
動作時、一実施形態によれば、携帯機器１０がマスタ装置１１０の通信範囲内へ移動すると、携帯機器１０とマスタ装置１１０との間で通信が確立される。通信範囲は、所定の範囲であってもなくてもよい。一例として、所定の範囲ではない通信範囲の場合、通信範囲は、異なるアプリケーションの下で、および、マスタ装置１１０に近接した物理的実体の異なる配置または構成、または他の通信信号が存在するか存在しないか、もしくはそれらの任意の組み合わせのような、異なる環境の下で、変動するかもしれない。別の例として、マスタ装置１１０、携帯機器１０、またはその両方は、満足される１つ以上の基準に基づいて変動する範囲で通信を確立することを決定してもよい。あるいは、通信を確立するための決定は、感知可能な通信の境界において、または１つ以上の基準が満たされていることに基づいてなど、事前に決めてもよい。
【００２８】
携帯機器１０、マスタ装置１１０、またはその両方は、１つ以上の主無線通信リンク１４０を介する、公知のチャネル上でメッセージ（例えば、ブロードキャストメッセージ）を周期的に送信することができる。相互装置、携帯機器１０またはマスタ装置１１０は、他の装置が検出されたときに当該他の装置に反応して、他の装置からの公知のチャネル上のメッセージを定期的に待機することができる。次に、装置は、接続パラメータおよび接続スケジュールを取り決めることができ、そして、通信時間および使用するチャネルを定義するパラメータおよびスケジュールによる接続イベント中に通信することができる。ブルートゥースＬＥの分野では、送信（アドバタイジング）装置が周辺的役割を果たし、聴取装置が中心的役割を果たすことがある。言い換えれば、無線通信リンクは、マスタ装置１１０および携帯機器１０が通信のために従う、予定された接続イベントを利用するプロトコルを含む、ブルートゥースＬＥ、または、任意のタイプの無線通信プロトコルによって確立することができる。予定された接続イベントは、取り決められたタイムウインドウおよび通信チャネルシーケンスによって確立することができる。一実施形態では、予定された接続イベントに関する情報は、補助通信リンク１３０を介して、1つ以上のモニタ装置１２０に通信されてもよく、モニタ装置１２０は、この情報を、主通信リンク１４０の監視を可能にするために使用してもよい。このようにして、１つ以上のモニタ装置１２０は、主通信リンク１４０に積極的に参加したり、主通信リンク１４０を介して通信したりすることなく、主通信リンク１４０を能動的に監視することができる。一実施形態におけるマスタ装置１１０の役割は、車両状態、信号品質、携帯機器の位置、またはシステム動作モードなどの様々な要因に基づいて、固定装置間でシフトされてもよい。例えば、車両の外部に配置された固定位置装置と、車両の内部に配置された別の固定位置装置とで、携帯機器が車両の内側にあるか外側にあるかによって、これら２つの装置の間でマスタの役割がシフトされてもよい。さらに別の実施形態におけるマスタ装置１１０の役割は、２つ以上の固定位置装置によって同時に実行されてもよく、その場合、１つ以上のモニタ装置１２０またはそのサブセットは、２つ以上のマスタ装置１１０の間で共有される。さらに別の実施形態におけるマスタ装置１１０の役割は、２つ以上の固定位置装置に分割されてもよく、または同じ固定位置装置上の２つ以上の無線機／プロセッサに分割されてもよく、その場合、各固定位置装置、無線機／プロセッサ、任意のそれらの組み合わせは、マスタ装置１１０の役目のサブセットを実行してもよい。一例として、主通信リンク１４０を介して携帯機器１０との接続を確立する役目は、一つ以上の固定位置装置Ａによって実行され、補助通信リンク１３０を介してモニタ装置１２０と通信する役目は、１つ以上の異なる固定位置装置Ｂによって実行されてもよく、この場合、ＡとＢの固定位置装置は、任意の利用可能な有線または無線通信リンクを使用して互いに通信する。このような通信により、固定位置装置ＡおよびＢは、接続情報、セキュリティ情報、測定および／または演算された信号��性、位置決め結果などを共有することができる。
【００２９】
ブルートゥースＬＥ通信リンクの分野において、接続は、１つ以上のチャネルにわたって実際に確立された通信を定義することができ、チャネルは、通信のための１つ以上の無線帯域（たとえば帯域幅）を定義することができる。主通信リンク１４０上の接続は、接続パラメータおよび接続スケジュールによって決定される、取り決められた一連の接続イベントとして確立することができる。接続イベントは、マスタ装置１１０と携帯機器１０との間のランデブーとみなすことができ、これは、ブルートゥースＬＥのコンテキストでは、それぞれ周辺装置および中央装置と見なすことができる。周辺装置は、接続イベントのスケジュールのため、接続パラメータの範囲を要求することができる。中央装置は、接続パラメータおよび接続イベントのスケジュールを確立することができる。スケジュールされた接続イベント内では、中央装置が最初に送信してイベントの開始を確立する。周辺装置が送信する場合、中央装置が送信を完了するまで、中央装置および周辺装置は送信を交互に行うことができる。両方の装置は、接続イベントの直前まで省電力スリープ状態にあって、すべての無線活動を無視することができ、また、接続イベントの直後も無線活動を無視してもよい。携帯機器は個々人とより簡単に関連付けられるので、通信リンクを確立する前に、携帯機器に聴取する中心的役割を開始させることで、敵対者が個々人を突き止めることをより困難にすることができ、個人のセキュリティおよびプライバシーにとって有利と考えられる。ここでも、本開示は、中心的役割で始まる携帯機器および周辺的役割で始まるマスタ装置に限定されないことを理解されたい。
【００３０】
本開示はブルートゥースＬＥに限定されないことも理解されるべきである。範囲内の他の装置を探索する装置、公知のチャネル上でブロードキャスティングすることによってその存在をアドバタイジングする少なくとも１つの装置、およびアドバタイジング装置を待機する少なくとも１つの他の装置に関連するものを含む、他の無線通信リンクが利用されてもよい。ブルートゥースＬＥでは、これらのアクティビティをそれぞれアドバタイジングとスキャニングと呼ぶ。ＡＮＴでは、マスタ装置は、固定された時間間隔にわたって固定されたチャネル上にチャネルＩＤを送信することによってチャネルを確立することができ、スレーブはチャネルＩＤメッセージを待機することができる。概して、８０２．１１Ｗｉ−Ｆｉでは、アドバタイジングは「プローブ要求」であり、スキャニングは「アクティブスキャン」である。８０２．１１Ｗｉ−Ｆｉの周波数ホッピングネットワークにおいて、アクセスポイントは、ビーコンフレームと同様の接続パラメータを確立することができる。また、ＺｉｇＢｅｅビーコン対応ネットワークでは、ネットワークコーディネータがビーコンフレームにこれらのタイプの接続パラメータを確立することができ、エンドノードはパッシブスキャンを介してコーディネータを探索することができる。無線通信リンクの追加の例には、Ｚ−Ｗａｖｅ、専有の超高周波（ＵＨＦ）、マイクロ波通信プロトコル、近接場通信（ＮＦＣ）、６ＬｏＷＰＡＮ、およびＴｈｒｅａｄが含まれる。ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ、およびＴｈｒｅａｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づいている。ＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく任意の他のタイプの通信プロトコルが、本開示の一実施形態による通信システム１００において実施されてもよい。
【００３１】
通信システム１００は、マスタ装置１１０または１つ以上のモニタ装置１２０、またはそれらの組み合わせに対する携帯機器１０に関する位置情報に基づいて、他の装置または対象に対する携帯機器１０の位置の検出に応じた、自動化された動作のような、リアルタイム位置に基づくサービスおよびイベントを容易にする。位置情報に基づく自動化された動作を基礎とすることに加えて、またはこれに代えて、自動化された動作は、携帯機器の同一性の確認（認証）、携帯機器からのメッセージの認証、携帯機器の許諾（承認）、または携帯機器に関連付けられたユーザーアカウントの承認、またはそれらの組み合わせに基づくことができる。マスタ装置１１０は、位置および／または認証および／または承認に基づいて、コマンドインターフェース１５０を介して設備制御部１６０に動作を命令または許可することができる。例えば、システム１００が車両に組み込まれており、携帯機器１０が運転席に位置していると判断した場合、システム１００はこの位置情報を車両制御システムに伝えて、車両の使用準備を可能にしてもよい。安全性の向上、物理的セキュリティの強化、アイテムまたは機器の実際の所有の識別、および、人が、特定の装置を、システムまたはシステムによって知られている物体に関連した特定の場所に移動させたとの判定に関する活動を含む、様々な他の自動化された活動または動作が通信システム１００によって容易にされ得る。さらなる例には、車両のバッテリ電力と携帯機器１０のバッテリ電力を節電するために低電力システムが有益である、自動車用パッシブエントリーパッシブスタートシステム（ＰＥＰＳ）が含まれる。自動化された活動のさらなる例には、座席位置、スピードガバナまたはリミッタ、ミラー位置、好みの温度、車両性能モード、およびラジオプリセットなど、車両の１つ以上のパラメータをユーザの好みに合わせることが含まれる。
【００３２】
本明細書で説明するように、位置情報は、１つまたは複数の動作をトリガするまたは可能にするための基礎として使用することができる。スマートフォンのＧＰＳモジュールから得られるＧＰＳ情報および加速度計の読み取り値など、追加の要素が位置決定に含まれてもよい。使用され得る1つの要素は、携帯機器１０が動いているか、加速しているかである。静止している人を示す移動情報は、ロック解除を開始する決定を容易にし得る。これは、主として、システム１００が、ａ）人または携帯機器が車両ドアの近くに移動し、ｂ）動きがほとんどないかまたは全く動かなくなったことを知った場合、その人は、ドアの近くに立っており、車両１０に乗車したい可能性が高いためである。一般的に移動を示す、または車両への接近の角度（例えば、車両に対する携帯機器１０の移動方向）を示す移動情報は、接近者がロック解除機能を望む可能性が高いなどの、１つまたは複数の可能性の高い将来の車両機能の決定を容易にすることができる。
【００３３】
一実施形態では、１つ以上のモニタ装置１２０は、携帯機器に関する到着角度（ＡＯＡ）を感知し、このタイプの感知された特性に関連する情報を、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）または感知された信号強度などの１つ以上の感知された特性に関連する他の情報の代わりに、または他の情報と一緒に送信してもよい。メッセージの到着時間（ＴＯＡ）、およびアンテナアレイに対する到着時間差（ＴＤＯＡ）は、マスタ装置に送信される信号情報の基礎を形成しうる検知される特性の追加の例である。本明細書で説明するように、到着角度情報は、携帯機器の位置を三角測量するための基礎として使用することができる。
【００３４】
一実施形態では、通信システム１００は、１つ以上のモニタ装置１２０によって感知された信号特性情報（例えば、到着角度／出発角度、信号強度またはＲＳＳＩ、飛行時間など）の１つまたは複数の予め設定された基準（例えば、フィンガープリント等）に基づいて、位置情報を決定することができる。
【００３５】
１つ以上のモニタ装置１２０は、計算された特性（例えば、携帯機器１０と各々のモニタ装置１２０間の、角度、飛行時間、距離など）を含む１つ以上の感知された特性について、各々のモニタ装置１２０が何を決定したかを表す信号特性情報を通信することができる。これらの情報のいずれも、マスタ装置１１０に送信されてもよい。診断情報、健康情報、現在時刻、および接続パラメータのうちの１以上が、1つ以上のモニタ装置１２０からマスタ装置１１０に通信されてもよい。複数の装置からのそのような情報の収集および分析を通じて、マスタ装置１１０は、１つまたは複数のモニタ装置１２０が故障した場合でも、位置決定に関してある程度のフォールトトレランスを提供するように構成することができる。
【００３６】
別の例として、システム１００は、１つ以上のモニタ装置１２０などの他の固定位置装置と連携して動作する複数のマスタ装置１１０を含み、建物または大学キャンパスなどの建物の集合に組み込むことができる。このように配置された通信システム１００は、複数の携帯機器１０のリアルタイム位置決めを可能にし、１つまたは複数の建物３の出入口４を通る選択的な入場を容易にすることができる。この分野でのリアルタイム位置決めは、携帯電話（およびユーザ）が建物３の内部または外部、または建物の出入口４の近くまたは遠くに位置するときに、寮にアクセスすることを可能にすることができる。さらに別の例では、システム１００は、センサまたはセンサシステムの近傍に移動するか、その近傍から遠ざかるように移動する、あるいは、センサシステムの近傍内で移動する、１つまたは複数の携帯機器１０に関する位置情報を受動的に決定するセンサまたはセンサシステムに組み込むことができる。センサまたはセンサシステムは、この位置情報を記憶するか、またはそれを別の装置に送信するか、または何らかの分析を実行し、携帯機器に関連付けられたユーザには直接知覚できない行動を取ることができる。この意味で、センサまたはセンサシステムは、設備の動作を実行すると考えられてもよい。
【００３７】
携帯機器１０が、携帯電話またはタブレットのようなモバイル機器である実施形態では、通信システム１００は、様々な活動を容易にすることができる。これらのタイプの機器は、日々の生活の中でほぼ普遍的になり、しばしばインターネットへの接続を維持し、個人情報にアクセスできる。そのような機器はまた、ユーザ本人証明と許可証の検証を可能にすることができる。ユーザは、多くの場合、そのような機器を個人的に所有し、他のユーザとはほとんど共有しないので、一実施形態による通信システム１００におけるモバイル機器を利用することは、人の位置のプロキシとして機能することができる。言い換えると、モバイル機器の存在は、その機器と主に関連付けられた人物の位置を示す強力な指標となる。
【００３８】
本開示の一実施形態による通信システムは、１つ以上の固定装置に対する携帯機器１０についてのリアルタイム位置決めサービスを可能にすることができる。上述のように、携帯機器１０は、固定装置の１つ（例えば、マスタ装置１１０）との主通信リンク１４０を維持することができる。このようにして、携帯機器１０は、他の固定装置（例えば、１つ以上のモニタ装置１２０）との通信リンクを確立することを回避し、したがって、別な方法ではそのような通信リンクに関連する、プロセッササイクル、メモリ、および消費電力などのリソースを節約または切り詰めることができる。通信システム１００の実行を通じて節約されるリソースの追加の例は、ＲＦ通信帯域幅の使用が少ないことを含むことができる。ブルートゥースＬＥの分野において、通信システム１００は、従来のシステムと比較して機器内のより少ないブルートゥースリソースを使用しながら、また、大きな電力使用および広域の無線帯域幅も回避しながら、ブルートゥース対応機器のより正確なマイクロロケーションを可能にすることができる。さらに、通信システム１００は、２．４ＧＨｚレンジ内の、少なくとも１つの雑音の多い環境と、本明細書で説明したように、ブルートゥースＬＥの２．４ＧＨｚ信号経路を変更する方法でのロケールの物理的変化とにもかかわらず、携帯機器１０の位置に関して高い精度を可能にすることができる。
【００３９】
より具体的には、ブルートゥースＬＥのコンテキストでは、通信システム１００は、携帯機器１０と、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０などの固定位置装置との間の複数の通信リンクも潜在的に回避しながら、複数の固定位置装置を使用して、携帯機器１０のリアルタイムの位置決めを可能にする。通信システム１００は、携帯機器１０とマスタ装置１１０との間で１つ以上の主通信リンク１４０と、主通信リンク１４０とは別個であって、マスタ装置１１０と１つ以上のモニタ装置１２０との間に確立される補助通信リンクとを利用することができる。このようにして、携帯機器１０は、複数のモニタ装置との通信リンクのためのリソースおよび接続イベントを割り当てるのとは対照的に、主通信リンク１４０上で、一般に高い接続イベントレート（例えば、２０Ｈｚまたは４０Ｈｚ）を利用することができる。携帯機器１０は、２つ以上の固定位置装置と、２つ以上の主通信リンク１４０を確立することができることを理解されたい。
【００４０】
補助通信リンク１３０は、１つ以上のモニタ装置１２０に情報を提供するために携帯機器１０のリソースを利用することを潜在的に回避するために、マスタ装置１１０と１つ以上のモニタ装置１２０とのための非公開の通信経路を提供することができる。
【００４１】
通信システム１００は、主に、ブルートゥースＬＥ通信システムに関連して説明されているが、本開示はこれに限定されず、本明細書の１つ以上の実施形態は、複数のチャネル、チャネルホッピング、不良チャネルマップ、接続イベント、または暗号化された通信、あるいはそれらの組み合わせを含む無線プロトコルを含む、他の無線プロトコルを使用するシステムにおいて、同様の機能を提供することができる。
Ｉ．マスタ装置とモニタ装置
【００４２】
マスタ装置１１０は、例えば、マスタ装置１１０として動作するとともに、一般に従来のものと考えられている対象物の追加のコンポーネントを制御するように構成された集積制御回路を含んで、対象物の他のコンポーネントに固定的に配置されて組み込まれてもよい。車両の分野において、例えば、マスタ装置１１０は、車両運転者がハンズフリー通話を開始することを可能にするための一体型ブルートゥースインターフェースに組み込まれてもよく、図示された実施形態の設備制御部１６０として機能する車両エンジン制御モジュールと通信してもよい。
【００４３】
一実施形態によるマスタ装置１１０が、図４にさらに詳細に示されている。図示の実施形態におけるマスタ装置１１０は、コントローラ１１２と、無線トランシーバインターフェース１１４と、補助通信インターフェース１１６とを含む。マスタ装置１１０の構成要素が別々に描かれているが、これらの構成要素のそれぞれの１つ以上の態様が、単一の構成要素に統合されてもよいことを理解されたい。コントローラ１１２は、プロセッサ、１つ以上のタイマ、汎用Ｉ／Ｏ、およびメモリを有する集積チップコントローラであってもよい。メモリは、永続性のもの（例えば、ＲＯＭ）または揮発性のもの（例えば、ＲＡＭ）、またはそれらの組み合わせであってもよい。無線トランシーバインターフェース１１４は、１つ以上のアンテナおよび送受信無線機を含むことができる。コントローラ１１２は、無線トランシーバインターフェース１１４を介して携帯機器１０と無線通信するようにプログラムされてもよい。上述したように、無線トランシーバインターフェース１１４は、例えばブルートゥースＬＥを含む任意のタイプの無線通信インターフェースであってもよい。
【００４４】
図４に示す実施形態では、マスタ装置１１０は、携帯機器１０と通信するために無線通信インターフェース１１０によって利用される主通信リンク１４０とは別個の通信リンク１３０を介して、少なくとも１つのモニタ装置１２０と通信するように構成された補助通信インターフェース１１６を含む。例えば、補助通信インターフェース１１６は、１つ以上のモニタ装置１２０との通信を容易にするために、ＣＡＮバスまたは別の差動ツイストペアインターフェース、単一ワイヤインターフェース（例えば、ＬＩＮバス）、同軸ベースのインターフェース、または光インターフェースなどの有線インターフェースを含むことができる。有線インターフェースは、マスタ装置１１０が配置される対象物の既存の電気配線を利用してもよく、または対象物の他の通信態様から分離してもよい。このようにして、補助通信インターフェース１１６は、マスタ装置１１０と携帯機器１０との間の通信に利用される主通信リンク１４０とは別の補助通信リンク１３０を提供することができる。一実施形態では、有線インターフェースは、マスタ装置１１０と１つ以上のモニタ装置１２０の各々との間の同軸ケーブルなどの直接的な二点間配線を含むことができる。
【００４５】
別の例として、補助通信インターフェース１１６は、主通信リンク１４０とは別個の補助通信リンク１３０を利用する、ブルートゥースＬＥまたはＡＮＴなどの無線インターフェースであってもよい。言い換えれば、補助通信リンク１３０は、主通信リンク１４０と同じまたは異なる通信技術を利用することができるが、別個の通信経路、接続またはチャネルを利用することができる。例えば、２つのインターフェースは、同じ集積回路によって実装することができ、少なくとも１つのアンテナを共用することができる。ブルートゥースＬＥのコンテキストでは、少なくとも４０の利用可能な無線通信チャネルがあり、それぞれが２ＭＨｚ離れている。ＲＦ通信チャネルに加えて、各接続は、多くの場合、開始時間、チャネルシーケンス、接続間隔、および不良チャネルマップを伴う一連の短い接続イベントであるため、多くのブルートゥースＬＥ接続を同時に行うことが可能である。これらの接続のうちの１つまたは複数は、主通信リンク１４０専用であってもよく、これらの接続のうちの１つまたは複数の他の接続は、補助通信リンク１３０専用であってもよい。
【００４６】
補助通信リンク１３０は、携帯機器１０が補助通信リンク１３０を介して発生する通信を実質的に無視するか、または気づかないでいることを可能にし、これにより、マスタ装置１１０との通信に主通信リンク１４０を使用するための、プロセッシングサイクルおよびメモリなどのリソースを節約することができる。一実施形態では、補助通信リンク１３０は、主通信リンク１４０とは別個の、携帯機器１０に非公開の通信リンクと考えることができる。補助通信リンク１３０と主通信リンク１４０とは別個のものと見なすことができるが、コントローラ１１２は、メモリ内にそれぞれのリンクの通信スケジュールを有することができ、マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０におけるタイミングコンフリクト、あるいはリソースコンフリクトを実質的に最小化するようにスケジュールを制御することができる。
【００４７】
図５に図示された実施形態では、一実施形態によるモニタ装置１２０が、コントローラ１２２、無線通信インターフェース１２４、および補助通信インターフェース１２６とともに示されている。これらは、マスタ装置１１０のコントローラ１１２、無線通信インターフェース１１４、および補助通信インターフェース１１６とそれぞれ同様であるが、いくつかの例外がある。例えば、モニタ装置１２０は、１つ以上のプロセッサ（コントローラ１２２）と、１つ以上のアンテナおよび送受信無線機とを含むことができる。モニタ装置１２０の無線通信インターフェース１２４は、携帯機器１０との通信接続を確立する代わりに、携帯機器１０からマスタ装置１１０への通信を監視することができる。このようにして、モニタ装置１２０の無線通信インターフェース１２４は、携帯機器１０からの通信を、「監視し」、「見張り」、または「傍受する」ことができる。本開示における用語「監視」、「見張り」、または「傍受」は、例えば、通信のメッセージ内容を受信すること、および／または、位置を決定するために、好ましくはマイクロロケーションを決定するために有用な１つ以上の信号特性を感知することを含む、通信の１つ以上の信号特性を検出することを意味する。１つ以上の信号特性は、被監視機器の送信中の1つ以上のチャネルの電力、被監視機器の送信前の１つ以上のチャネルの電力、被監視機器の送信後の１つ以上のチャネルの電力、到着時間、到着時間差、到着角度、または、複数の到着角度など、あるいは、それらの組み合わせを含むことができる。携帯機器１０が各固定位置装置との１つ以上の接続を維持することができる（または、固定位置装置からのアドバタイズメントだけが使用される）ものを含む、傍受することのない代替アプローチと比較すると、傍受することにより、マスタ装置１１０が、時間的、周波数、および空間的に関連付けられたデータ、またはそれらの組み合わせを取得することを可能にすることができる。さらに、はるかに高いレートでデータを得ることができる。マスタ装置１１０または他のモニタ装置１２０から送信された通信も、傍受されてもよいことを理解されたい。モニタ装置１２０は、通信の認証および信号特性の認証を容易にする、携帯機器１０との傍受された通信の、受信されたメッセージ内容および／またはメッセージ内容に基づく特性情報をマスタ装置１１０に送信することができる。認証は、特定の携帯機器からの通信であること、または携帯機器上で実行されている特定のアプリケーションからの通信であること、または特定のユーザーアカウントへのアクセスが認証されたアプリケーションからの通信であること、またはその組み合わせであることを確認することができる。その認証プロセスは、承認プロセスを容易にすることができる。本開示では、認証プロセスは識別情報を検証し、承認プロセスは特権を検証する。モニタ装置１２０は、携帯機器１０との傍受された通信に関する信号特性情報をマスタ装置１１０に送信し、携帯機器１０の位置の決定を容易にすることができる。
【００４８】
一実施形態では、携帯機器１０は、マスタ装置１１０から受信したメッセージから１つ以上の信号特性（例えば、メッセージのＲＳＳＩ）を測定してもよく、または携帯機器１０の他のイベント、または実行される動作から１つ以上の信号特性（例えば、画面のオン／オフ、平均ノイズフロア、移動の速度、通話中、光なし、近接センサが近くになにかを示す、動きが検出されたか否か、速度などの、状態の変化）を測定してもよい。携帯機器１０は、携帯機器１０の位置の決定を容易にするために、この感知された情報をマスタ装置１１０に通信することができる。追加的に、または代わりに、携帯機器１０は、１つ以上のセンサからセンサデータを収集し、このセンサデータをマスタ装置１１０に提供してもよい。例示的なセンサには、加速度計、磁力計、およびＧＰＳが含まれる。
【００４９】
一例において、携帯機器１０は、マスタ装置１１０から受信した要求パケットのＲＳＳＩを決定し、その測定をマスタ装置１１０に送信される後続の応答パケットに含めることができる。マスタ装置１１０は、携帯機器１０とマスタ装置１１０間で、（送信電力、送信機／受信機偏波／方位／放射パターン、障害物、距離などの持続的または動的な差を補償するために）その時点の近くで得られた測定値に適用するためのオフセット（動的較正パラメータ）を計算する方法として、２つのＲＳＳＩの差異を算出してもよい。
【００５０】
追加的または代替的に、携帯機器１０は、携帯機器１０のより正確な位置の決定を容易にするために、マスタ装置１１０から受信したメッセージの内容に基づいて、マスタ装置１１０に送信されるメッセージの内容を変更してもよい。例えば、携帯機器１０は、マスタ装置１１０から受信したメッセージの内容に基づいて、要求された情報を配信し、その動作を変更し、または将来のメッセージを条件付けしてもよい。一実施形態において、マスタ装置１１０は、携帯機器１０に関連する情報（例えば、次の接続間隔中に送信するチャネル／周波数、フレーム／シーケンス番号、または他の関連情報）を提供することができ、その場合、携帯機器１０は、マスタ装置１１０、モニタ装置１２０、またはその両方によって実行される信号特性測定をサポートし、改善し、関連付け、またはそれらの任意の組み合わせのために、マスタ装置１１０に送信されるメッセージの内容を変更してもよい。携帯機器１０が認証および／または承認されていない場合、マスタ装置１１０は、そのような通信された情報を使用しなくてもよい。
【００５１】
マスタ装置１１０のコントローラ１１２は、携帯機器１０との通信の真正性、携帯機器の真正性、携帯機器との傍受された通信の真正性、携帯機器の承認（許可）、または携帯機器の位置、あるいは、それらの組み合わせを確認したことを判定してもよい。マスタ装置１１０は、携帯機器の位置、真正性、携帯機器との通信の真正性、および携帯機器の承認に関するこの情報を確認（認証）することに基づいて、コマンドインターフェース１１８を使用して、設備制御部１６０による動作を命令し、受信し、および許可してもよい。一実施形態において、コマンドインターフェース１１８は、設備通信リンク１５０の確立を容易にすることができる。
【００５２】
モニタ装置１２０のコントローラ１２２は、補助通信インターフェース１３０を介してマスタ装置１１０から受信されたコマンドに応答して、携帯機器１０からの通信を監視するように無線通信インターフェース１２４に指示することができる。一実施形態では、コントローラ１２２は、主通信リンク１４０に関して、マスタ装置１１０からスケジュール情報または接続情報、あるいはその両方を受信することができる。モニタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介する携帯機器からの通信を傍受するため、および、例えば信号強度、到着角度、出発角度、到着時間、到着時間差、飛行時間、メッセージ内容、メッセージハッシュなどを含む、携帯機器から送信された通信の１つ以上の信号特性を判定するために、この情報を利用することができる。
【００５３】
モニタ装置１１０によって検出される携帯機器１０からの送信の１つ以上の信号特性は、携帯機器１０とモニタ装置１２０との間の、通信品質／強度、距離、方向（角度）、ゾーン、障害物、またはそれらの任意の組み合わせを示すことができる。モニタ装置１１０は、検出された１つ以上の信号特性に関する情報をマスタ装置１１０に通信することができ、マスタ装置１１０は、リアルタイムで携帯機器の位置を決定するための基礎として信号特性情報を使用することができる。
【００５４】
一例として、位置決定は、信号特性情報に基づいて決定された距離の三辺測量を通じて行われてもよい。別の例では、位置決定は、信号特性情報から決定された角度に基づく三角測量を使用して行われてもよい。さらに別の例では、位置決定は、１つ以上のより高い可能性の位置決定およびそれらの対応する信頼性をもたらすために、１つ以上の主通信リンク１４０および／または１つ以上の補助通信リンク１３０からの信号特性情報、機械学習、人工知能、ゾーン構成、環境構成（障害物または反射体の識別を含む）、またはそれらの任意の組み合わせなどにより、複数の位置決めと差異のあるアプローチとを組み合わせたアルゴリズムを使用して実行されてもよい。ヒューリスティックスは確率的である場合とそうでない場合がある。例えば、１つの実施形態では、位置を決定するためのＮレベルのニューラルネットワーク内で（例えば、Ｎ＝３であり、レイヤ１は、１つ以上の固定位置装置からの信号特性入力から、重み付けされた可能性のある位置スコアの１つ以上のセットを出力する１以上の確率的フィンガープリントヒューリスティクスからなり、レイヤ２はレイヤ１の出力を１つ以上の確率的ヒューリスティックスへの入力として使用し、重み付けされた可能性のある位置スコアのフィルタリングされたセットを生成し、最後に、レイヤ３（出力レイヤ）はレイヤ２の出力を入力として使用し、最も可能性の高い位置（すなわち、距離、ゾーン、信頼性など）を決定する）、１つ以上の信号特性（例えば、ＲＳＳＩ、到着角度など）に基づく１つ以上のフィンガープリントモデル、または１つ以上の位置決めアプローチ（例えば、三辺測量、三角測量、差分など）、もしくは任意のそれらの組み合わせを使用する確率的ヒューリスティックを使用して、位置決定が行われてもよい。このようなアプローチでは、機械学習技術（例えば、逆伝播、勾配降下、線形回帰、ロジスティック回帰など）が、オフライン（すなわち、事前に）またはオンライン（すなわち、リアルタイムで動的に）のいずれかで、確率的ヒューリスティックス、モデル、ニューラルネットワークノード、スコア、フィルタおよびフィルタレート、およびアルゴリズムの他の部分（例えば、特定のゾーン遷移の可能性、特定の状態の可能性、センサのオフセット／調整など、所与の過去の実績と現在の決定された状態）を含む人工知能構築物のパラメータの重みの最適値を決定（トレーニング）するために使用されてもよい。
【００５５】
一実施形態によれば、フィンガープリンティングアルゴリズムは、データセットを識別する構造の「フィンガープリント」にマッピングする。フィンガープリントは固有のものであってもなくてもよく、何かを識別するために使用されてもよいし（例えば、人間の指紋が個人を一意に識別する）、または何かを分類するために使用されてもよい。分類は単数であってもよいし（例えば、イヌを含む写真、この動物はヘビである、またはこのファイルはウイルスＡＢＣ）、または候補分類のセットであってもよい（例えば、これらの動物は四肢と毛皮を有する。それらは基準ＸＹＺを満たすタイプのカメラである。）安全なハッシュは、任意の大きさのデータセットを、比較的小さい固定サイズの、実質的に一意の識別子にマッピングするフィンガープリンティングアルゴリズムである。ウイルススキャナや検索エージェントなどのコンピュータプログラムは、類似の特性を持つコンピュータファイルを見つけるためにフィンガープリンティングアルゴリズムを使用する。
【００５６】
マイクロロケーションシステムのコンテキストでは、フィンガープリントアルゴリズムは、入力の集合（例えば、信号特性、携帯機器の状態、システムの状態、ユーザ活動、（以前の位置決定のような）以前の出力、以前の状態など）を、位置、距離、速度、活動、障害物のセット、その後のアルゴリズムの選択、または入力のセットから導出され得る他の潜在的な出力、またはそれらの任意の組み合わせにマッピングすることができる。入力として使用されるデータのセット、潜在的な出力のセット、前述の入力間で生み出され利用される関係、前述の入力と出力との関係のマッピング、および、入力のセットから１つ以上の出力を生成するために使用される処理の一部として実行される操作のセットは、フィンガープリンティングモデルと呼ぶことができる。
【００５７】
フィンガープリンティング分析は、アルゴリズムまたはヒューリスティックであってもよい。フィンガープリンティングアルゴリズムは、一部または全部がヒューリスティックであってもよい。フィンガープリンティングヒューリスティックは、一部または全部がアルゴリズムであってもよい。本開示の目的のために、「フィンガープリンティング分析」、「フィンガープリンティングアルゴリズム」および「フィンガープリンティングヒューリスティック」との用語は、他に指定されない限り互換的に使用することができ、すべては、任意の基礎となる実行／戦略のフィンガープリンティングアプローチを指す。フィンガープリンティングアルゴリズムはフィンガープリンティングモデルを実行し、そのため、フィンガープリンティングモデルはフィンガープリンティングアルゴリズムの一部とみなされる。フィンガープリンティングモデルは、純粋にアルゴリズム、純粋にヒューリスティック、または両方の組み合わせ（ハイブリッド）であってもよい。フィンガープリンティングアルゴリズムは、１つまたは複数のモデルから構成されてもよい。純粋にアルゴリズム的なフィンガープリントモデルの例は、すべての可能な入力および値が１つ以上の出力に直接マッピングされるものであってもよい（例えば、Ｙ個の可能な位置をそれぞれ有するＸ個の固定位置装置に対してＭ個の可能な値を有するＮ個の信号特性では、Ｎ×Ｍ×Ｘ×Ｙマッピングが存在する）。純粋にヒューリスティックなフィンガープリンティングモデルの例は、入力の出力への直接マッピングがなく、入力の出力へのマッピングは入力間の実世界の関係を利用して実行される（たとえば、ＸがＹより大きい場合、私の出力はＡとなり、もしＸがＹより小さければ、私の出力はＢとなり、ＸがＹと等しい場合、私の出力は不明となる。ハイブリッド（組み合わせ）フィンガープリンティングモデルの例は、ヒューリスティックを使用して、どのマッピングのセットを使用するかを決定する（ヒューリスティックな結果が与えられた場合の、関連する入力と出力との部分的なマッピングでもよい）、または、その逆である（アルゴリズム的なモデルおよび他のアルゴリズムが、様々なヒューリスティックへの入力として使用されることを含む）ものであってもよい。
【００５８】
確率的フィンガープリンティングヒューリスティックは、例えば、各々、関連する尤度を持つ出力のセットを生成するためにフィンガープリンティングモデルを使用するフィンガープリンティングヒューリスティックから出力のセットが与えられた場合に、確率的アプローチを使用して最も可能性の高い出力を選択するフィンガープリンティングアルゴリズムであってもよい。特定の出力の尤度は、任意の手段によって計算することができる。確率的フィンガープリンティングヒューリスティックの一実施形態では、所与の携帯機器が、それぞれ可能性のある位置ごとに、所与の位置にある尤度を表すスコアを生成する方法で、異なる固定位置装置間の信号特性間の関係を重み付けし結合することによって、１つ以上の尤度が計算されてもよい。１以上の出力の対応する尤度は、（同じまたは追加の入力から）他のアルゴリズムまたはヒューリスティックプロセスによって変更され得る。特定の出力の尤度が高いほど、その出力における信頼性は高くなる。追加的にまたは代替的に（例えば、フィンガープリンティングアルゴリズムが確率的でない場合（すなわち、出力に尤度が提供されない場合など））、特定の出力におけるより高い信頼性は、（同じまたは追加の入力から）追加のアルゴリズムまたはヒューリスティクプロセスを使用することによって得ることができる。特定の出力または出力のセットにおける信頼性をさらに増減させるために、複数のフィンガープリンティングアルゴリズムが、同じ入力または異なる入力と、それらの組み合わされた出力とについて、順次または並列に実行されてもよい。例えば、同じデータを用いて複数のフィンガープリンティングヒューリスティックが実行され、それらがすべて同じ出力を生成する場合、その出力に高い信頼性を置くことができる。さらに、例えば、複数の確率的フィンガープリンティングヒューリスティックが同じデータで実行され、出力と、組み合わされる尤度との結果として生じるセットが、１以上の出力における信頼性を増減するように（例えば、最大、乗算、合計、Ａ*、人工ニューラルネットワーク、ベイズの定理、回帰など）、出力のセットとそられに対応する尤度とが組み合わされてもよい。特定の出力の信頼性が他のものよりもはるかに高い場合、または閾値に達した場合、またはその他の決定基準が満たされている場合、またはそれらの任意の組み合わせの場合、アルゴリズムはその出力（例えば、その位置を選択する）を決定（または選択または返還）してもよい。そのような高い信頼性を有する出力のセットがある場合、フィンガープリンティングアルゴリズムは、（対応する尤度の有無にかかわらず）それらの出力のセットを返還してもよい。あるいは、フィンガープリンティングアルゴリズムは、（対応する尤度の有無にかかわらず）すべての出力を戻し、別のアルゴリズムまたはプロセスが取るべき動作（もしあれば）を決定できるようにしてもよい。それに加えて、あるいはその代わりに、信頼性が低い（すなわち、すべての尤度が低い、または複数の尤度が高い、またはそれらのいくつかの他の組み合わせのために、どの出力が正しいか不明である）場合など、フィンガープリンティングアルゴリズムまたはシステムは、１つ以上の��加または代替のフィンガープリンティングモデル、１つ以上の追加または代替のアルゴリズムまたはヒューリスティックス、その挙動または入力または出力のセットの変更、またはそれらの任意の組み合わせを利用してもよい。なお、上記はフィンガープリンティングアルゴリズムおよびヒューリスティックスに関連して説明されているが、任意の他のアルゴリズム（三角測量、三辺測量、多辺測量、差分、等）に適用されてもよいし、他のアルゴリズムと組み合わせて使用されてもよいし、または他のアルゴリズムの一部として使用されてもよいことを注意されたい。また、前述のように、機械学習および人工知能技術および手法を、出力を結合し、または選択する前記のアルゴリズム内の出力を結合するか、選択するように、アルゴリズム内で使用されてもよい（例えば、重みをトレーニングし、確率／尤度を結合し、出力を決定および結合するなど）。
【００５９】
動作中、例示された実施形態によるモニタ装置１２０は、マスタ装置１１０からのコマンドに応答して、電力が供給されないかまたは低電力の非動作状態から動作状態に遷移することができる。モニタ装置１２０は、様々な方法で電力が供給されない状態または非動作状態からウェイクアップすることができる。一例として、モニタ装置１２０が電力供給されていない場合、補助通信リンク１３０は、非動作状態から動作状態への遷移を促すように、マスタ装置１１０がモニタ装置１２０に電力を送ったり、電源供給を制御したりすることができる有線インターフェースであってもよい。別の例として、モニタ装置１２０が実質的に連続的に電力を供給され続ける場合、モニタ装置１２０は有線または無線通信リンクを介してマスタ装置１１０からコマンドを受信するために周期的に待機してもよい。モニタ装置１２０は、待機状態にいつ戻るかを決定するためにコントローラ１２２内のタイマを使用し、待機する時間の間の期間、低電力状態に移行してもよい。携帯機器１０がマスタ装置１１０の近くに存在しない場合、マスタ装置１１０は、１以上のモニタ装置に非動作または低電力状態に移行するように指示してもよい。
【００６０】
マスタ装置１１０は、携帯機器１０の存在または携帯機器１０からの通信を検出し、その検出に応答して１以上のモニタ装置１２２へ動作状態への移行を指示するため、動作状態に留まってもよい。マスタ装置１１０は、携帯機器１０からの通信を連続的または断続的に監視するように動作状態のままであってもよい。追加的に、または代替的に、マスタ装置１１０は、携帯機器１０からの通信を連続的または断続的にブロードキャストに要求するように動作状態に留まってもよい。
【００６１】
本明細書では、マスタ装置１１０およびモニタ装置１２０は、固定位置装置および固定装置を含む様々な用語を使用して説明される。さらに、マスタ装置１１０はマスタ装置固定装置と呼ぶことができ、モニタ装置１２０はモニタ固定装置と呼ぶことができる。
【００６２】
図１と図４〜５の図示された実施形態では、通信システム１００は、マスタ装置１１０および１以上のモニタ装置１２０を含み、これらの全ては、ときに固定位置装置として説明される。モニタ装置１２０およびマスタ装置１１０は、携帯機器１０からの通信を受信することができる無線通信インターフェース１１４、１２４、および互いに通信可能な補助通信インターフェース１１６、１２６を含むいくつかの構成要素および機能を共有することができる。したがって、一実施形態では、マスタ装置の役割は、動作中に固定位置装置間で変化してもよい。別の実施形態では、固定位置装置の各々は、構造的には実質的に同じであってもよく、マスタ装置またはモニタ装置のどちらかとして動作するように構成されてもよい。さらに、本開示は単一のマスタ装置に制限されないことを理解されたい。通信システム１００内には複数のマスタ装置があってもよい。
【００６３】
マスタ装置１１０とモニタ装置１２０の両方は、無線で通信を送信し、または無線で通信を受信するための、またはその両方のための１以上のアンテナを含むことができる。複数のアンテナが使用される実施形態は、各々のアンテナが別個の基準面または接地面を利用するように構成されてもよい。マスタ装置１１０とモニタ装置１２０の両方のアンテナは、いずれの偏波を使用してもよい。ただし、円偏波アンテナは、携帯機器１０の回転／方位／放射パターンが測定される信号特性に及ぼす影響を低減できる点で、直線偏波アンテナに優る利点を提供することができる。
【００６４】
１つの実施形態では、携帯機器１０から受信した通信信号に影響を与えるように、１以上の固定位置装置にまたはその近傍に、金属または金属プレートなどの減衰または反射構成要素が配置されてもよい。減衰構成要素は、通信が固定位置装置によって実質的に検出されないように通信の信号をできる限り完全にまたは実質的に減衰させて、固定位置装置によって受信される通信の信号強度に影響を与えることができる。図示された実施形態では、センサまたはモニタ装置１２０がドア内部に配置され、モニタ装置１２０が車両のキャビン内の信号を感知するが、車両の外部の信号を感知しないように、ドアおよび窓の外板がモニタ装置１２０のアンテナのアンテナパターンに影響を与えることができる。ドアの外板が金属でないか電磁波透過性材料で作られている場合には、ドア外板が金属である構成と同様のアンテナパターンを実現するように、モニタ装置１２０の近くに減衰構成要素が配置されてもよい。一実施形態では、１つの固定位置装置が車両の外側に配置され、別の固定位置装置が車両の内部（例えば、ドアキャビティ内）であって、減衰構成要素に近接して配置されてもよく、２つの信号間の相違が、携帯機器１０が車内にあるかどうかを判定するための基礎として使用されてもよい。
【００６５】
一実施形態による、マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０またはその両方の１つ以上のアンテナは、指向性アンテナまたは無指向性アンテナ、またはそれらの組み合わせを含む、任意のタイプのアンテナであってもよい。指向性アンテナは、携帯機器１０に関する位置情報を決定することを容易にするために、モニタ装置１２０またはマスタ装置１１０、またはその両方で利用されてもよい。指向性アンテナを利用する実施形態では、指向性アンテナによって検出される通信の１つ以上の信号特性は、携帯機器１０の位置に応じて著しく変化し得る。例えば、指向性アンテナが狭い無線ビーム幅を備えるように構成されている場合、検出された信号強度は、アンテナに近接して位置するが、ビームの側方または後ろにある携帯機器１０から発せられる通信に対しては低くなり得る。一方、より狭い無線ビーム幅は、指向性アンテナが、ビーム内に位置し、アンテナから遠い位置にある携帯機器１０から出ている通信を検出することを可能にするかもしれない。なお、通信システムのすべての固定位置装置が、同じタイプのアンテナを使用しなくともよく、例えば、一実施形態では、マスタ装置１１０と１つのモニタ装置１２０とが無指向性アンテナを利用し、別のモニタ装置１２０が指向性アンテナを利用してもよいことを理解されたい。これに関連して、モニタ装置１２０から受信した検出信号強度情報は、アンテナビームまたはアンテナ構成の関数であってもよい。検出信号強度情報に基づく携帯機器１０の位置決定が、そのようなアンテナパラメータを補償してもよい。周囲の構造的特徴などの他の要因も考慮に入れてもよい。
【００６６】
一実施形態では、固定位置装置のアンテナは、パフォーマンスを高めるために環境に応じて、切替アンテナまたはアンテナアレイ（例えば、フェーズドアレイ、指向性アレイ、エンドファイアアレイなど）、または（高指向性または無指向性を備えた）直交性アンテナを含むことができる。アンテナの切り替えは、１つ以上のセンサ特性を収集するための配置戦略の一部として実行されてもよく、モードに応じて変更されてもよい。例えば、システムは、動作条件または状態に応じて、アンテナモード間またはタイプ間で、またはその両方で変更してもよい。例えば、携帯機器がシステムから遠く離れていると考えられる場合、システムは、携帯機器に関する位置のより大まかな見当のためのアンテナを優先し、または構成してもよい。携帯機器がシステムに近づくにつれて、システムは、携帯機器の位置をより正確に決定することを優先し、アンテナ構成が、より正確な決定のために構成されてもよい。あるいは、固定位置装置は、同じ信号（または時間的に相関した信号）の信号特性を決定する、到着角を決定する、出発角を設定する、特定のゾーンに焦点を合わせる、などのために、アンテナを交替するなど、データ収集アルゴリズムまたは通信プロトコルの一部としてアンテナを切り替え、または再構成してもよい。あるいは、固定位置装置は、複数のアンテナからの入力を同時に（すなわち、それらを切り替えることなく）受信してもよい。
ＩＩ．携帯機器
【００６７】
携帯機器１０は、マスタ装置１０が配置され、または関連する対象物に物理的に取り付けられていない任意のタイプのデバイスであってもよい。そのような携帯機器１０の例は、１つ以上のスマートフォンアプリケーションを実行し、ユーザによって携帯されることができるスマートフォンまたは携帯電話である。携帯機器１０の追加の例には、キーフォブ、キータグ、ウォレットカード、スマートウォッチ、ウェアラブル電子機器、またはそれらの組み合わせが含まれる。携帯機器１０は、制御ユニットと、例えばブルートゥースＬＥトランシーバ、Ｗｉ−Ｆｉトランシーバ、およびセルラートランシーバを含む、無線通信が可能な１つ以上のトランシーバと、を含むことができる。携帯機器は、位置決めシステムを含むことができる。位置決めシステムは、角速度センサ、加速度計、磁力計、超音波スピーカ／マイクロフォン、全地球測位システム受信機、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。携帯機器内のセンサは、地球に対する携帯機器の方位および／または位置を決定することができる。携帯機器１０の主要動作に関連する（およびシステム１００に関連付けられていない）構成要素は、一般的に従来のものと考えられるため、詳細には説明されない。例えば、スマートフォンのコンテキストでは、例えばユーザインターフェースおよびディスプレイなどの、スマートフォン自体に関連付けられた電子部品を記述するための努力はなされない。なお、携帯機器１０はスマートフォンに限定されないことを理解されたい。むしろ、開示の目的のために、１つ以上の実施形態がスマートフォンに関連して本明細書で説明される。
【００６８】
通信システム１００に関連して２つ以上の携帯機器１０が使用されてもよいことを理解されたい。さらに、一実施形態では、１つ以上の携帯機器１０が対象物または設備に、またはその近傍に配置され、通信システム１００と通信してもよい。一例として、タイヤ空気圧センサ（例えば、ＴＰＭＳ）が通信システム１００と共に動作してもよく、タイヤ内の圧力が低いという信号に応答して、通信システム１００は、低い圧力信号を示しているタイヤ空気圧センサの位置を決定してもよい。追加の例には、ＢＬＥセキュリティセンサ、または対象物の衝撃、動きおよび温度の特徴のいずれか１つを検出するセンサが含まれる。
ＩＩＩ．主通信リンクの確立と監視
【００６９】
一実施形態による通信方法が図６に示され、全体を１０００で表されている。この方法は、１つ以上のマスタ装置１１０、１つ以上のモニタ装置１２０、および１つ以上の携帯機器１０を含む、本明細書に記載の通信システム１００と同様の通信システムで実行されてもよい。開示の目的のために、通信のフレームワークとしてブルートゥースＬＥを使用する通信方法が説明される。しかしながら、この方法は、任意のタイプの通信フレームワークで実行されてもよいことが理解されるべきである。方法１０００は、一般に、携帯機器１０とマスタ装置１１０との間の主通信リンク１４０上での初期接続を確立することを含み、ここで、携帯機器１０は接続パラメータを提供する。そして、初期接続が確立された後、マスタ装置１１０は、マスタ装置１１０が接続パラメータを提供する主通信リンク１４０上の主接続を取り決めることができる。主接続が確立された後、マスタ装置１１０と携帯機器１０は、初期接続を切断することができる。１つ以上の実施形態では、初期接続が主接続として利用されえることが理解されるべきである。
【００７０】
図示された実施形態では、マスタ装置１１０はアドバタイズを行い、携帯機器１０は、交渉および初期接続の確立を開始するためにアドバタイズメントをスキャンすることができる。ステップ１００２、１００４。このコンテキストにおけるアドバタイジングは、公知の通信チャネル上にパケットをブロードキャストすることを含んでもよい。ブロードキャストされたパケットは、マスタ装置１１０に関する様々な情報を含むことができる。例えば、マスタ装置１１０は、それが設備のあるクラスのメンバーであることをアドバタイズしてもよいし、またはそれが設備の特定の一部であることをアドバタイズしてもよい。携帯機器１０は、特定のクラス内の設備または設備の特定の一部をスキャンし、この情報に基づいて、アドバタイズされたパケットに応答するかどうかを決定してもよい。ブルートゥースＬＥでは、この種の情報は、マスタ装置１１０からのアドバタイジングパケット内のサービスとして定義されてもよい。たとえば、「とにかく動く」および「パスキー登録」を含む、様々なブルートゥースＬＥ接続タイプが、初期接続または主接続、またはその両方で利用されてもよい。
【００７１】
方法１０００は、初期接続を確立するために、マスタ装置１１０がアドバタイズし、携帯機器１０がスキャンする実施形態に限定されない。携帯機器１０がアドバタイズし、マスタ装置１１０がスキャンする、逆の構成が、接続を確立するために利用されてもよい。携帯機器１０がスキャンし、マスタ装置１１０がアドバタイズする無線ネットワーク構成は、いくつかの潜在的利点のために、逆の構成よりも可能性の高い構成であり得る。例えば、携帯機器１０が個人に関連付けられている場合、携帯機器１０は、アドバイタイザーを黙々とスキャンし、送信を回避することができる。このようにして、携帯機器１０は、個人の位置を決定する敵対者に対してセキュリティを強化することができる。別の例として、スキャンとは対照的に、アドバタイジングは消費電力が少なく、利用可能なバッテリエネルギーによって制限されない傾向があるので、様々な異なるアドバタイジング装置をスキャンするとき、携帯機器１０は、エネルギーを節約できるかもしれない。さらに、アドバタイジングの代わりにスキャンすることによって、携帯機器１０は、通信を確立するためにより積極的かつ集中的な努力をする傾向にあるアドバタイジングと比較して、関係のある、および関係のないシステムの両方のアドバイタイザーを同時にスキャンすることができる。さらに別の例では、携帯機器１０が、ユーザインターフェースを含む、またはユーザインターフェースを提供するデバイスまたはコンピュータへのインターネット接続を含む場合、ユーザがスキャンするのに関心があるクラスの設備、または特定の設備を設定するために、ユーザインターフェースが使用されてもよい。携帯機器１０がユーザインターフェースを含むこのトポロジは、役割が逆転される、すなわちマスタ装置１１０、またはマスタ装置１１０が関連付けられた対象物（設備）が、選択された携帯機器１０または携帯機器１０のクラスをスキャンするためのマスタ装置１１０の設定を可能にするユーザインターフェースへの経路を含む、逆の状況となるトポロジよりも一層有用かもしれない。
【００７２】
ブルートゥースＬＥの領域では、図示された実施形態におけるアドバタイジング装置、またはマスタ装置１１０は、送信のＲＦ電力（信号強度）に関する情報をアドバタイズメント内に含むことができることに留意されたい。このＲＦ送信電力情報を用いて、スキャニング装置は、アドバタイジング装置に対する自身に関する距離情報を決定してもよい。例えば、ＲＦ送信電力情報を感知されたＲＦ送信の電力レベルと比較することによって、スキャニング装置は、アドバタイジング装置への距離を推定することができる。図６の図示された実施形態では、どちらの装置がスキャンしまたはアドバタイズしているかに係りなく、スキャニング装置が適切なアドバタイジング装置を見つけたときに、スキャニング装置は、アドバタイジング装置から受信した信号の受信電力を測定することができる。アドバタイジング装置信号の送信ＲＦ電力の情報を使用して、スキャニング装置（例えば、携帯機器１０）は、アドバタイジング装置（例えば、マスタ装置１１０）までの距離を計算または推定することができる。この計算された距離情報を用いて、スキャニング装置は、２つの装置が主通信リンク１４０上で接続を確立するのに十分に近い距離であるかどうかを判断することができる。代替的に、または追加的に、携帯機器１０などのスキャニング装置は、決定された距離情報に係わらず、マスタ装置１１０がアドバタイズしていることを発見したときにはいつも接続を確立しようと試みてもよい。代替的に、または追加的に、出発角度（または以前に受信したパケットの到着角度のような他の角度情報）がアドバタイズメントに含まれてもよい。
【００７３】
追加的または代替的に、１つ以上の固定位置装置は、送信信号強度を変化させてもよい。例えば、マスタ装置１１０、携帯機器１０、および１つ以上のモニタ装置１２０の少なくとも１つは、位置決定を容易にするために、または干渉を低減または排除するのを助けるために、またはその両方のために、信号強度を変化させてもよい。
【００７４】
スキャニング装置または携帯機器１０が、マスタ装置１１０からのアドバタイズメントに応答した後、２つの装置は接続されていると考えることができる。ステップ１００６。図示された実施形態では、ブルートゥースＬＥの用語に関連して、携帯機器１０はスキャニング装置であり、マスタ装置１１０はアドバタイジング装置であってもよい。この構成は、インストール中または製造時に実施される設定段階の間であって、接続前に確立することができる。これらの役割に従って携帯機器１０とマスタ装置１１０とが接続するとき、携帯機器１０はブルートゥースＬＥの中央装置であり、マスタ装置１１０はブルートゥースＬＥの周辺装置である。ブルートゥースＬＥ中央装置、この場合、携帯機器１０は、携帯機器１０とマスタ装置１１０との間の初期ブルートゥースＬＥ接続のための接続スケジュールを定義する接続パラメータを制御することができる。これらの接続パラメータは、マスタ装置１１０からのアドバタイズメントに応答する前、応答する間、または応答した後に、携帯機器１０によって格納または決定されてもよい。
【００７５】
この段階では、２つのデバイスは、初期接続を認証して承認するために、互いに協議することができる。ステップ１００８。この協議は、ブルートゥースＬＥ初期接続のための接続スケジュールを定義する接続パラメータに関連する、携帯機器１０からのデータの送信を含むことができる。図示した実施形態では、協議は、装置がそれぞれは誰であるかを相互に認証し、装置が接続することを許可されていることを相互に確認することを含むことができる。マスタ装置１１０は、携帯機器１０と共に使用するために認証され許可されてもよい。携帯機器１０は、車両またはマスタ装置１１０と共に使用するために認証され許可されてもよい。例えば、携帯機器１０は、マスタ装置１１０のための権限機関であるキーサーバを介してリモートに認証され許可され、認証情報（例えば、暗号化（例えば、プロプライエタリ、ＰＧＰ、ＰＫＥ、シンメトリックなど）されたプレーンテキスト／バイナリ、証明書など）、またはそれらの任意の組み合わせ（例えば、集中型または分散型の信頼モデル）を介してローカルに認証され許可されてもよい。さらに、許可は、通信システム１００に関連して携帯機器１０の許可された使用を中止するために取り消されてもよい。
【００７６】
一実施形態では、マスタ装置１１０と携帯機器１０の両方、または携帯機器１０上で動作するアプリケーションが、真正性（アイデンティティ）を証明すること、他の装置の真正性を検証すること、信頼できるソースによって暗号化された認可（許可）を証明すること、他の装置の認可（許可）を検証すること、共有セッションキーを確立すること、真正性を証明するメッセージを暗号化すること、および、真正性を検証するメッセージを復号化することを可能にする、メモリ内のデータ、キー、暗号化方法、および復号化方法とともに構成されてもよい。これらの操作の各々は、適切なデータ、キー、および方法が両方の装置に構成されている場合、対称または非対称暗号化を使用して従来通りに実行され得る。無線で接続した後、ステップ１００８で初期接続を協議する際に、携帯機器１０とマスタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介して、認証を相互に検証し、認可を相互に検証し、この接続のための共有セッションキーを確立し、メッセージの真正性を示す後続のメッセージを暗号化し、メッセージの真正性を検証する後続のメッセージを復号化することができる。
【００７７】
図示された実施形態では、マスタ装置１１０と携帯機器１０が正常に初期接続を確立した後、マスタ装置１１０と携帯機器１０は、主通信リンク１４０での主接続の確立を容易にするため役割を切り替えてもよい。ステップ１０１０。この場合もまた、本明細書で述べるように、このステップおよび関連するステップは、１つ以上の複数の実施形態には存在せず、その結果、初期接続が主接続として利用される。
【００７８】
役割の切り替えは、中央装置の役割を果たすマスタ装置１１０と、周辺装置の役割を果たす携帯機器１０とを含むことができる。このようにして、マスタ装置１１０のコントローラ１１２は、接続動作が効率的であり、オプションとしてシステム性能のために最適化されるように、接続スケジュールを管理および制御することができる。マスタ装置１１０は、接続スケジュールを携帯機器１０に通知することができる。ブルートゥースＬＥフレームワークでは、携帯機器１０がアドバタイズを開始し、マスタ装置１１０がスキャンを開始することができる。装置は、オプションとして、主通信リンク１４０で主接続を開始する前に、初期接続を終了させることができる。
【００７９】
上述したように、初期接続の使用は、携帯機器１０が継続的にアドバタイズまたはブロードキャストすることを避けることができる。代わりに、携帯機器１０がマスタ装置１１０を識別し、マスタ装置１１０と初期接続を協議した後、携帯機器１０は、応答のためアドバタイジングを開始してもよい。ステップ１０１４。逆に、マスタ装置１１０は、携帯機器１０からのアドバタイズメントをスキャンすることができる。ステップ１０１２。マスタ装置１１０と携帯機器１０は、このようにして主通信リンク１４０上で主接続を形成することができる。ステップ１０１６、１０１８。初期接続は、主接続への実質的に安全な移行を可能にする認証または検証情報の交換を含むことができる。
【００８０】
一実施形態では、第１の、つまり初期接続から、第２の、つまり主接続へ認証または認可情報を渡すことにより、セキュリティの追加層を助長し、または認証プロセスを高速化することができる。認証および認可情報は、初期接続中に確立され、主接続の確立中に検証される共有秘密キーの生成を含むことができる。例えば、携帯機器１０とマスタ装置１１０は、ハッシュされたメッセージに基づいて認証を行うことができる。たとえば、非対称キーベースのシステムおよび共有キーまたはシークレット、またはその両方を含む、初期接続から主接続への安全なハンドオフを保証または認証するために、さまざまな代替認証方式を利用することができる。セキュリティの追加層は、初期通信接続がアクティブである間、または初期通信接続が確立または終了された後の一定期間内にのみ、主接続の協議を可能にすることによっても達成され得る。一実施形態では、もし最初の試みが失敗した場合には、主接続を確立するための繰り返しの試みを容易にするために、初期接続をアクティブに保つことができる。
【００８１】
本明細書で説明する認証および認可技術は、主として、ブルートゥースＬＥなどのＲＦ通信技術内での情報の交換と、携帯機器１０およびマスタ装置１１０を認証するためにその情報を保証することに焦点を当てていることに留意されたい。このようなＲＦ通信技術のためのプロトコルは、暗号化されたポイントツーポイント通信のような、セキュリティの１つ以上の追加の層を利用することができる。プロトコルの例には、ＳＳＬ（Secure Socket Layer）、ＴＬＳ（Transport Layer Security）、ＤＴＬＳ（Datagram Transport Layer Security）を含む。追加的に、または代替的に、通信は、ＲＦ通信技術では標準となっていないセキュリティの追加層を介して暗号化されてもよい。
【００８２】
本開示の一実施形態において、主通信リンク１４０のパラメータを変更することによって、リレーアタックまたはセキュリティを損なう試みから保護することができる。例えば、三辺測量が正確な結果をもたらすと仮定すると、通信システムは毎秒ｎ回の接続イベントを利用する。システムは、主通信リンク１４０の一部としてｍ個の二次接続をさらに確立することができる。換言すれば、主通信リンク１４０は、携帯機器１０とマスタ装置１１０との間で情報を交換するためにｍ個の通信接続を利用することができる。ｍ個の二次接続の各々は、接続イベントが複数の通信チャネルに分散されるようにｎ／ｍ接続イベントを毎秒通信し、どのチャネルがある時点で接続イベントに使用されるかを難読化することができ、それにより、中間者攻撃に対するセキュリティを高めることができる。主通信リンク１４０の接続パラメータを頻繁に変更することによって、リレーアタックを防止することもできる。リレーアタックに対する防御のための別のアプローチには、接続のセットをリレーとして辿ることを困難にする、接続の開始と停止が含まれてもよい。タイムスタンプデータが、リレーアタックおよびリプレイアタックに対する保護を強化するために、他の情報（例えば、位置情報）と関連して使用されてもよい。例えば、システムは、リレー、中間者、リプレイに対してチェックするため、既知の範囲内で有効な時間ウィンドウを確立してもよい。
【００８３】
主接続が確立されると、マスタ装置１１０は、接続パラメータおよび接続スケジュールをメモリに記憶することができる。ステップ１０２０。換言すれば、マスタ装置１１０は、接続パラメータおよび接続スケジュールの完全な情報を有することができる。接続パラメータおよび接続スケジュールは、１つ以上の主通信チャネルを介した通信、または送信または受信のための通信無線帯域、または両方のデータに関連してもよい。マスタ装置１１０は、接続パラメータおよび接続スケジュールを制御してもよく、または、マスタ装置１１０は、携帯機器１０から接続パラメータおよび接続スケジュールを学習または取得してもよい。代わりに、または加えて、携帯機器１０とマスタ装置１１０は、接続パラメータおよび接続スケジュールを一緒に協議して取り決めてもよい。
【００８４】
マスタ装置１１０と携帯機器１２０との間の主通信リンク１４０は、様々な方法で、および様々なパラメータに基づいて確立することができる。開示の目的のため、主通信リンク１４０および関連するパラメータは、ブルートゥースＬＥ通信リンクに関連して説明される。しかし、本開示の１つ以上の実施形態はそれに限定されないことを理解されたい。例えば、主通信リンク１４０は、異なるタイプの通信技術を利用することができる。また、別の例として、主通信リンク１４０は、本明細書で説明するパラメータより多くの、より少ない、またはバリエーションを利用することができる。１つ以上の関連するパラメータを含む、主通信リンク１４０の特徴は、１つ以上のモニタ装置１２０に通信されてもよい。このようにして、１つ以上のモニタ装置に、通信の監視を容易にするために、主通信リンク１４０の接続パラメータおよびスケジュール情報を事前に種蒔きすることができる。
【００８５】
接続パラメータおよびスケジュールパラメータなど、ブルートゥースＬＥの領域における通信リンクのパラメータの例は、以下の表１に概要を示す１つ以上のパラメータを含むことができる。
【表１】
2019519755.tif 000003
【００８６】
主通信リンク１４０のパラメータを１つ以上のモニタ装置１２０で共有することにより、通信システム１００は、主通信リンク１４０のメッセージおよびメッセージ内の内容の監視を可能にすることができる。この内容を知り、メッセージが実際に携帯機器１０から来たものであることを確認することにより、モニタ装置１２０は、信号特性の特定の測定値を携帯機器１０に関連付けるように構成することができる。この関連付けは、信号特性情報をマスタ装置１１０に提供することを容易にするか、または携帯機器１０に関する位置情報を決定するための基礎として、信号特性情報の使用を容易にすることができる。
ＩＶ．通信の監視、位置の特定、設備制御部との通信
【００８７】
図7の図示された実施形態を参照すると、携帯機器１０の通信を監視する方法が示され、全体を１１００で表されている。マスタ装置１１０は、主通信リンク１４０の通信を監視する動作状態に入るように１つ以上のモニタ装置１２０に命令することによって、リアルタイム位置決定を開始することができる。マスタ装置１１０は、補助通信リンク１３０を介してモニタ装置１２０にコマンドを通信し、主通信リンク１４０に特有の接続スケジュールの接続パラメータで１つ以上のモニタ装置１２０を連続的または断続的に更新することができる。この情報の共有は、主通信リンク１４０の通信を傍受し、または見張ることを容易にすることができる。
【００８８】
より具体的には、一実施形態では、１つ以上のモニタ装置１２０は、マスタ装置１１０（潜在的にはブルートゥースＬＥ中央装置として機能する）と携帯機器１０が主通信リンク１４０を介して通信するために使用する同じスケジュールを利用することができる。言い換えれば、マスタ装置１１０と携帯機器１０は、主通信リンク１４０を介した通信に関して動作を同期させることができる。同期は、用途に応じて様々な方法で達成することができる。図示の実施形態では、同期は、マスタ装置１１０がそのタイムベースを１つ以上のモニタ装置１２０にエクスポートすることを含むことができる。正確な時間の情報は、タイマ１１０８およびマスタ装置１１０のスケジューリング層から取得することができる。タイマ１１０８は、無線へのおよび無線からの適切なタイミングの通信を容易にするために、ソフトウェア無線またはソフトウェアスタック１１１０に対する割り込みを生成することができる。図示された実施形態では、マスタ装置１１０は、例えば、タイマ１１０８からの時間、ソフトウェアスタック１１１０のスケジュール部からのスケジュール、および時間がスケジュールに関係している状況を含む、様々なタイミングパラメータに関するタイミング情報を取得することができる。このタイミング情報は、１つ以上のモニタ装置１２０に提供することができる。ステップ１１０２。図示の実施形態では、タイミング情報は、１０マイクロ秒の分解能への実質的な同期を容易にすることができる。
【００８９】
１つ以上のモニタ装置１２０が、マスタ装置１１０からタイミング情報を取得し、この情報をモニタ装置１２０のタイマにロードすることを含むスケジューリング層を実装することもできる。ステップ１１０４。このタイミング情報のロードは、モニタ装置１２０がマスタ装置１１０と同期することを可能にすることができる。補助通信リンク１３０を介したタイミング情報の送信には、遅延があり、それは、しばしば一定の遅延であるので、モニタ装置１２０は、遅延を補償するか、またはゼロにするように構成することができる。モニタ装置１２０は、主通信リンク１４０上で能動的に送信することなく、主通信リンク１４０を監視するために、補助通信リンク１３０を介して受信したタイミング情報を利用することができる。
【００９０】
図示の実施形態では、モニタ装置１２０は、特定の通信チャネルの通信ウィンドウまたは時間ウィンドウを示すタイミング情報を受信することができる。通信ウィンドウの間、モニタ装置１２０は、識別された通信チャネル上の通信を注視し、監視し、または傍受することができる。本明細書で説明するように、主通信リンク１４０は、二つ以上の通信チャネルを介した通信を含むことができる。タイミング情報は、モニタ装置１２０に、ある期間またはウィンドウでいずれの通信チャネルを監視するかを識別させることができる。
【００９１】
マスタ装置１１０または携帯機器１０、またはそれらの組み合わせは、通信のためのチャネルおよび時間配分を決定することができる。時間同期におけるエラーが多いほど、各モニタ装置１２０は、より長くかつより早期に、その無線通信インターフェース１２４を通信チャネルに集中させた状態に保ってもよいことに留意されたい。言い換えれば、時間配分の精度と、モニタ装置１２０が所与のチャネルについて監視する時間ウィンドウのサイズとの間にはトレードオフが存在し得る。時間配分が粗い場合、モニタ装置１２０は、メッセージを監視するためにより長い時間窓を利用することができる。複数の携帯機器１０が存在し、したがってマスタ装置１１０の無線インターフェース１１４に関連付けられるより多くの通信ウィンドウがある場合、より大きな通信ウィンドウが、モニタ装置１２０が単一の無線で監視することができるチャネルの数を抑制することがある。
【００９２】
一実施形態では、マスタ装置１１０は、２つ以上の携帯機器１０と通信することができる。モニタ装置１２０が単一の無線または通信インターフェース１２４で複数の携帯機器１０を追跡または監視することができるように、タイミング情報は、いずれの携帯機器１０が各通信ウィンドウに関連付けられているかを識別してもよい。モニタ装置１２０は、単一の無線を有する構成に限定されず、通信インターフェース１２４は、１つまたは複数の無線インターフェースを含むことができることを理解されたい。
【００９３】
モニタ装置１２０は、マスタ装置１１０から受信したタイミング情報と、それに応じて更新されるモニタ装置１２０のタイムベースとを用いて、マスタ装置１１０と携帯機器１０との間の主通信リンク１４０を監視することができる。ステップ１１０６。モニタ装置１２０は、携帯機器１０からの通信送信に関連する１つ以上の信号特性を感知することができる。ステップ１１３２。一例として、携帯機器１０は、その送信に関連する送信電力を示すことができ（または、特定の値であると仮定することができる）、この送信電力を、感知された信号強度と比較することによって、モニタ装置１２０に対する携帯機器１０に関する距離情報を決定することができる。この距離情報は、モニタ装置１２０またはマスタ装置１１０、またはそれらの組み合わせによって決定されてもよい。
【００９４】
モニタ装置１２０によって利用されるタイミング情報またはモニタ装置のタイムベース、またはその両方は、主通信リンク１４０上でマスタ装置からの監視されたメッセージに基づく精度を高めるために、補足されてもよい。例えば、本明細書で述べるように、マスタ装置１１０のタイムベースまたはタイミング情報をモニタ装置１２０に転送する際の通信遅延が、マスタ装置１１０とモニタ装置１２０との間の同期に影響を及ぼす可能性がある。モニタ装置１２０は、同期の差異を訂正するために、（タイミング情報およびスケジュール情報を使用して）受信したメッセージのタイミングをモニタ装置１２０のタイムベースと比較してもよい。一実施形態では、モニタ装置１２０のタイムベースは、マスタ装置１１０、主通信リンク１４０、またはそれらの任意の組み合わせから受信されたメッセージのタイミングを使用して完全に決定されてもよい。
【００９５】
通信のタイムベースの実質的な同期と、接続スケジュールの共有とにより、マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０、またはその両方は、位置を決定すること、および設備動作を命令するかまたは許可するかを決定することに向かう。位置、認証、および認可に基づいて、設備動作を命令または許可することを決定するためのステップは、図７にさらに示され、１１９０で表されている。ステップ１１２８において、マスタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介して携帯機器１０からメッセージを受信することができる。ステップ１１２８。ステップ１１３０で、マスタ装置１１０は、携帯機器１０からのメッセージの１つ以上の信号特性（例えば、メッセージの信号強度）を監視することができる。別の例として、メッセージの１つ以上の信号特性は、携帯機器１０からのメッセージの到着角度であってもよい。
【００９６】
ステップ１１３２において、モニタ装置１２０は、マスタ装置１１０と同様に、携帯機器１０からマスタ装置１１０へのメッセージに基づいて、１つ以上の信号特性を取得することができる。モニタ装置１２０は、メッセージのメッセージ内容を取得することもできる。ステップ１１３４。モニタ装置１２０は、例えば、メッセージ自体、巡回冗長チェックサム（ＣＲＣ）、チェックサム、メッセージ完全性検査フィールドまたは安全なハッシュを含む、メッセージ内容に基づいて認証情報を判定することができる。認証情報、１つ以上の取得した信号特性、または１つ以上の監視され計算された信号特性、またはそれらの任意の組み合わせは、モニタ装置１２０が補助通信リンク１３０を介してマスタ装置１１０に送信する信号特性情報を形成することができる。ステップ１１３４。認証情報が、信号特性情報内の１つ以上の取得された信号特性と共に送信されると、マスタ装置１１０は、１つ以上の取得された信号特性を測定するための基礎として使用されたメッセージを認証することができる。これは、別のモニタ装置１２０およびマスタ装置１１０を含む、複数のソースから報告された測定値のマッチングを容易にすることができる。
【００９７】
マスタ装置１１０は、携帯機器１０から主通信リンク１４０を介して受信したものであると、メッセージを認証することができる。ステップ１１３６。本明細書で説明するように、メッセージが、携帯機器１０のふりをした機器ではなく、携帯機器１０からのものであると認証され得るように、メッセージの内容は、携帯機器１０に特有、または、おそらく固有と考えられる情報を含むことができる。例えば、メッセージは、暗号化されてもよく、または携帯機器１０と関連付けられた識別情報を含んでもよい。ステップ１１３６でメッセージを認証することによって、マスタ装置１１０は、メッセージが携帯機器１０からのものであり、オプションとして、メッセージに含まれる任意の命令に従うべきであるという保証を続けることができる。メッセージの認証は、ソフトウェアスタック１１１０から受信したメッセージ内容に基づくことができる。加えて、または代替的に、認証は、破線で示すように、メッセージ内容に基づいてステップ１１３８で演算されたメッセージ認証内容に基づくことができる。
【００９８】
ステップ１１３８におけるメッセージ認証内容の演算についてより詳細には、マスタ装置１１０は、ソフトウェアスタック１１１０から受信したメッセージ内容に基づいて認証情報を決定することができる。マスタ装置１１０の認証情報と、モニタ装置１２０から受信した認証情報とを照合するために、マスタ装置１１０とモニタ装置１２０の両方が、認証情報を決定するために使用する、例えば、メッセージ自体、巡回冗長チェックサム（ＣＲＣ）、チェックサム、メッセージ完全性検査フィールド、または安全なハッシュを含む、同じアルゴリズムを用いることができる。マスタ装置１１０が認証情報を演算した後、マスタ装置１１０は、ステップ１１３８からのメッセージ認証内容が、携帯機器１０から受信したステップ１１３４からの信号特性情報に対して有効であることを認証することができる。ステップ１１４０。このような認証には、マスタ装置１１０で演算された認証情報が、モニタ装置１２０から送信された対応する認証情報と一致すると判断し、モニタ装置１２０からの、測定され送信された１つ以上の信号特性を、ステップ１１３６で認証されたメッセージと関連付けることを含むことができる。マスタ装置１１０は、認証されていないメッセージに関連する、測定または送信された信号特性を落としてもよい。一実施形態では、補助通信リンク１３０を使用してモニタ装置１２０とマスタ装置１１０との間で送信されるメッセージは、前述したように、メッセージ自体の認証および検証に加えて、受信側によって暗号化、検証、認証、認可（またはそれらの組み合わせ）されてもよい。
【００９９】
マスタ装置１１０は、モニタ装置１１０から受信した１つ以上の信号特性に基づいて、および、認証されたメッセージに関する１つ以上の信号特性に依存して、携帯機器１０の位置を推定することができる。ステップ１１４２。位置、好ましくはマイクロロケーションは、例えば、三辺測量または多辺測量に基づく位置決定を実施するための信号強度または飛行時間、三角測量に基づく位置決定を実施するための出発角度または到着角度、および、本明細書で説明された他の振動特性のいずれか、もしくはそれらの任意の組み合わせを含む、様々な種類の信号特性に基づいて決定することができる。一実施形態では、マスタ装置１１０は、三辺測量、多辺測量、三角測量、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、フィンガープリンティング、機械学習、人工知能、幾何学などを使用した計算モデルと同様に、距離、位置、信号強度、飛行時間、到着時間、到着時間差、出発角度、到着角度、障害物位置、環境の少なくとも１つの以前の推定値を含む、１つ以上の以前の推定値に基づいて携帯機器１０の位置の推定値を調整してもよい。
【０１００】
ステップ１１３２において、マスタ装置１１０は、携帯機器１０から送信され、メモリに格納される認可情報を調べることができる。認可情報は、ソフトウェアスタック１１１０から提供されるメッセージ内容に含めることができる。一例として、認可情報は、携帯機器１０に特有の識別子を含むことができる。マスタ装置１１０は、ステップ１１３２で決定された認可情報、ステップ１１４２で決定された位置情報、およびステップ１１３６で決定された認証情報の少なくとも１つを含む情報に基づいて、そのような情報が、設備における動作を許可または指示するのに足るものであるかを判定することができる。ステップ１１４４。マスタ装置１１０は、携帯機器１０の位置（または信頼性を有する可能性のある位置のセット、またはその欠如）、認証、および許可、またはそれらの任意の組み合わせが、設備における動作を可能にするものであることを設備制御部１６０に通信することができる。ステップ１１４６。例えばステップ１１４４を含む、プロセス１１９０に関連して説明されたステップの全てまたは一部は、設備制御部１６０など、マスタ装置１１０以外の装置で実行されてもよい。
【０１０１】
一実施形態では、通信システム１００は、主通信リンク１４０または補助通信リンク１３０、またはその両方が広いチャネル帯域を利用するように構成されてもよい。この構成により、主通信リンク１４０における、マスタ装置１１０からの監視されたメッセージの到着時間をより正確に捕捉することが可能になり、タイムベース更新の精度を高め、タイムベースを到着時間測定に使用することができる。
【０１０２】
一実施形態において、通信システム１００は、複数のマスタ装置１１０を含むことができる。1つ以上のモニタ装置１２０、１つ以上の携帯機器１０、および複数のマスタ装置１１０の同期は、様々な方法で達成され得る。例えば、図１の図示の実施形態に示すように、複数のマスタ装置１１０または複数のモニタ装置１２０、またはその両方を有するシステムにおいて、これらの装置の１つ以上が、補助通信リンク１３０上でマスタ装置１１０の役割を果たすことができる。携帯機器１０が装置のシステムの周りを移動するとき、マスタ装置１１０の役割が、装置から装置へと渡されてもよい。携帯機器１０が主通信リンク１４０の範囲内で移動するとき、中心的役割の携帯機器１０は、最も強い信号を持つマスタ装置１１０に接続することができ、携帯機器１０とマスタ装置１１０は役割を交替し、マスタ装置１１０が中心的役割を果たす。マスタ装置１１０は、補助通信リンク１３０を介してモニタ装置１２０のセットに接続パラメータおよび接続スケジュールを通信し、モニタ装置１２０に携帯機器１０を監視するよう命令することができる。マスタ装置１１０とモニタ装置１２０は、携帯機器１０の位置を決定することができる。
【０１０３】
マスタ装置１１０は、マスタ装置１１０の近傍の他の潜在的なマスタ装置１１０の位置を識別する、メモリに格納されたデータセットを有してもよい。マスタ装置１１０は、携帯機器１０の位置が別のマスタ装置１１０に近いと（オプションとして、ヒステリシスありで）判断すると、マスタ装置１１０は、補助通信リンク１３０を介して他のマスタ装置１１０に接続パラメータおよび接続スケジュールを送信してもよい。他のマスタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介する、最初のマスタ装置１１０と携帯機器１０との間の接続イベントを監視してもよい。他のマスタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介する最初のマスタ装置１１０から携帯機器１０へのメッセージの到着時間を使用してスケジュールのタイムベースを更新してもよい。他のマスタ装置１１０は、補助通信リンク１３０を介して、接続イベントにおいてメッセージを受信していることを示すメッセージを最初のマスタ装置１１０に送信してもよい。最初のマスタ装置１１０は、携帯機器１０を傍受することを停止するように、モニタ装置１２０のセットに命令することができる。この段階で、最初のマスタ装置１００は、接続イベントにおける中心的役割としての送信を停止してもよい。最初のマスタ装置１１０は、他のマスタ装置１１０に、携帯機器１０のためのマスタ装置１１０になるように命令することができる。他のマスタ装置１１０は、主通信リンク１４０を介した接続イベントの間に、携帯機器１０と中心的役割で送受信するために、そのタイムベース、接続パラメータおよびスケジュールを使用することができる。
【０１０４】
このシーケンスを繰り返して、他のマスタ装置１１０は、補助通信リンク１３０を介してモニタ装置１２０のセットに接続パラメータおよび接続スケジュールを通信し、モニタ装置１２０に携帯機器１０を監視するように命令することができる。再び、他のマスタ装置１１０とモニタ装置１２０は、携帯機器１０の位置を決定することができる。このシーケンスは、携帯機器１０が複数の装置のシステムの周りを移動するときに繰り返され得る。
【０１０５】
別の例として、複数のマスタ装置１１０のグループ内に、１つのアクティブなマスタが存在し、このアクティブなマスタが、通信システム１００内のすべての装置のタイミングを指示してもよい。この例の同期は、図７の図示された実施形態に関連して説明した同期方法と同様であってもよいが、オプションとして、現在のアクティブなマスタが故障した場合のアクティブなマスタの役割を遷移させることを含むことができる。
Ｖ．位置決定
【０１０６】
モニタ装置１２０は、マスタ装置１１０と同様に、図２および図３の図示された実施形態に示されるように、建物、家具、または車両のような対象物に、またはその近くに固定して配置されてもよい。モニタ装置１２０またはマスタ装置１１０、またはその両方は、１つ以上のランドマークまたは関心のある領域に対するモニタ装置１２０に関する位置情報をメモリに格納することができる。例示的なランドマークには、マスタ装置１１０の位置、建物または車両のドア、または建物または車両内の特定の領域が含まれる。
【０１０７】
より具体的には、車両の分野において、マスタ装置１１０またはマスタ装置１１０と通信する別の装置は、マスタ装置１１０の位置、１つ以上のモニタ装置１２０、および
車両のランドマーク（例えば、ドアの外側、車両の内部、運転席、助手席、後部座席など）、および車両の周囲の１つ以上の領域に関するランドマーク情報をメモリに格納することができる。車両の周囲の例示的な領域は、運転席ドアの３フィートの範囲内に定義される第１のスペース、車両の５フィートの範囲内に定義される第２のスペース、車両の２０フィートの範囲内に定義される第３のスペースを含むことができる。
【０１０８】
通信システム１００は、それらの車両ランドマークのうちの１つ以上に対する携帯機器１０の位置を決定し、決定された位置に基づいて車両に関連する１つ以上の機能を有効または無効にすることができる。例えば、マスタ装置１１０が携帯機器１０は第１の領域内にあると判定した場合、設備制御部１６０は車両の構成部品に車両ドアのロックを解除するように命令することができる。別の例として、マスタ装置１１０が携帯機器１０は車両運転席の近くに位置していると判定した場合、設備制御部１６０は、車両に使用準備を可能にするように命令することができる。一方、マスタ装置１１０が携帯機器１０は車両の後部座席に位置している、または移動したと判定した場合、設備制御部１６０は、使用準備を可能にすることを控えるか、または車両に使用準備を無効にするように命令することができる。いくつかの場合において、設備制御部１６０は、設備コマンドインターフェース１５０を介してマスタ装置１１０によって提供された情報を用いてすべきことを決定し、それは、命令された動作を実行すること、要求された情報に応答すること、または情報を更新すること、さらに、命令／要求内の通信された識別および／または追加情報（例えば、ベンダー固有のアカウント識別子、アクセストークンなど）に基づいて、特定の携帯機器１０に対して命令／要求が認可されているかどうかを判定することを含むことができる。言い換えれば、マスタ装置１１０は、設備コマンドインターフェース１５０を使用して、１つ以上の認可された携帯機器１０についての位置および他の関連情報とともに、１つ以上の認可された携帯機器１０からの認証された命令／要求を設備制御部１６０に提供することができ、その結果、設備制御部１６０は、どのような行動をとるべきかを決定することができる。一実施形態では、設備制御部１６０またはそのサブセットは、論理的または物理的にマスタ装置１１０に統合されてもよい。別の実施形態では、マスタ装置１１０またはそのサブセットは、論理的または物理的に設備制御部１６０に統合されてもよい。通信システム１００は、同様の方法で利用されて、車両の分野以外のアプリケーションにおいて、１つ以上のランドマークに対する位置情報を決定することができる。
【０１０９】
本明細書で論じるように、通信システム１００は、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０を含むことができる。マスタ装置１１０および１つ以上の装置１２０は、固定位置に配置することができ、これらの装置の固定位置に関する情報が、揮発性または永続性のあるメモリに格納することができる。一実施形態では、装置は、実行時に固定位置情報のすべてまたは一部を決定または取得することができる。装置は、別の装置１２０、マスタ装置１１０などの別の装置から、または外部装置のための入出力インターフェース（例えば、ＧＰＩＯ）を介して、固定位置情報を取得することができる。実行時に取得または決定された固定位置情報は、ＲＡＭまたは揮発性メモリに格納されてもよい。追加的または代替的に、固定位置情報の全体が揮発性メモリに同時に記憶されないように、固定位置情報の一部のみを揮発性メモリに任意の時点で格納してもよい。このようにして、固定位置情報の全体がメモリに記憶されることなく、固定位置情報が動作中または実行中に処理され得る。
【０１１０】
一実施形態では、１つ以上の固定位置装置は、１つ以上の他の固定位置装置に位置情報を通信して、この通信された位置情報をメモリに格納することができる。一例として、マスタ装置１１０は、それ自体および／または他の固定位置装置に関する位置情報を、周期的に、または電源投入時に、または任意の他の動作時に、またはそれらの任意の組み合わせで、モニタ装置１２０に通信することができる。
【０１１１】
マスタ装置１１０は、自身および１つ以上のモニタ装置１２０の各々に関する位置情報をメモリに格納することができる。別の例として、マスタ装置１１０は、自身に関する位置情報をメモリに格納し、１つ以上のモニタ装置１２０の各々は、それぞれの位置情報をメモリに格納し、この情報を、補助通信インターフェース１３０を介して、マスタ装置１１０と共有してもよい。通信システム１００は、この位置情報と、携帯機器１０からの通信に関して検出した信号特性情報とに基づいて、携帯機器１０の位置情報を決定することができる。携帯機器１０に関する位置情報は、対象物に対する１つ以上のゾーン／エリアに対応する携帯機器１０の位置、または１つ以上のランドマーク（例えば、対象物の特定のポイントまたは固定位置装置の１つ）からの距離を含むことができる。
【０１１２】
一実施形態では、通信システム１００は、マスタ装置１１０および少なくとも２つのモニタ装置１２０を含む、既知の場所に配置された少なくとも３つの装置を含むことができる。３つの装置では、マスタ装置１１０が、三辺測量を利用して、携帯機器１０の位置を２つの可能な位置に分析することができる。４つ以上の装置では、マスタ装置１１０が、三辺測量を利用して、携帯機器の位置を単一の可能な位置に分析することができる。このようにして、マスタ装置１１０は、距離の指標としてポイントツーポイントの信号強度のみを利用する従来の位置検出システムよりも高い精度で、携帯機器１０の位置をリアルタイムで決定することができる。一実施形態では、通信システムは、少なくとも１つのマスタ装置１１０および少なくとも１つのモニタ装置１２０を含む、少なくとも７つの固定位置装置を含むことができる。
【０１１３】
三辺測量は、信号特性情報に基づいて携帯機器１０の位置を決定する唯一の方法ではないことを理解されたい。この情報に基づいて位置情報を決定するための他の位置決定方法には、三角測量、多辺測量、差分、フィンガープリンティング、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、機械学習、人工知能など、およびそれらの任意の組み合わせのような、到着角度、出発角度、飛行時間、到着時間、到着時間差、送信電力（受信電力に加えて）、差分などを利用する方法論が含まれる。さらに、携帯機器１０に関する位置情報を決定するために３つ以上の固定位置装置を利用する必要はなく、様々な程度の精度で、位置情報を決定するのにより多くのまたはより少ない固定位置装置を利用できることを理解されたい。
【０１１４】
図示された実施形態では、マスタ装置１１０と１つ以上のモニタ装置１２０が、車両などの対象物の周りに非対称の配置で設置される。例えば、マスタ装置１１０は車両の中央付近に配置され、１つ以上のモニタ装置１２０は、モニタ装置１２０が運転席ドア内に置かれるが、助手席ドアには内には置かれないように配置されてもよい。非対称配置は、特定の関心領域を標的とすることを可能にし、車両によって引き起こされる、または車両に固有の、またはそれらの組み合わせによる潜在的な干渉を克服し易くすることができる。あるいは、マスタ装置１１０と１つ以上のモニタ装置１２０は、対称的な配置で対象物に設置されてもよい。対称配置は、固定位置装置の位置、信号強度、距離、角度、またはそれらの任意の組み合わせの較正が、対称配置においてより均一である可能性が高いので、対象物に対する携帯機器１０の位置を決定する際の計算の複雑さを減少させる可能性がある。
【０１１５】
本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０を含む、固定位置装置のそれぞれの位置に関する、格納された情報を利用する。この情報は、例えば、各固定位置の場所が決定され、メモリに格納される設定または較正プロセスを含む、様々な方法で取得することができる。設定プロセスは、設定プロセス中に、その位置が既知であるランドマークまたは対象物に対する固定位置を示す識別子を各装置に格納することを含むことができる。場合によっては、１つ以上の固定位置装置、またはすべての固定位置装置の位置が不明であることがありえる。この状況において、１つ以上の固定位置装置の位置は、設定プロセスにおいて決定されてもよい。例えば、１つの設定プロセスにおいて、未知の場所の確認は、その実際の位置が既知であり、未知の場所を決定するための基礎として使用され得る１つ以上の追加の固定装置の一時的な導入によって容易化され得る。システム１００は、互いに対しての１つ以上の固定装置の位置に基づいて、送信信号強度、アンテナモード、アンテナタイプ、アルゴリズムのパラメータを含む位置アルゴリズム、またはそれらの組み合わせのような、１つ以上のパラメータを調整するように較正することができる。位置アルゴリズムの変更例は、性能係数または測定基準の調整を含むことができる。調整は、リアルタイムで、または初期較正の時点で行うことができる。
【０１１６】
リアルタイム較正の一例は、例えば、ユーザがドアを開けたときの携帯機器１０の位置に関する情報、またはユーザがほぼいつも同じ位置に携帯機器１０を置く（例えば、一度車内の助手席にハンドバッグを置く）との情報を含む、使用における行動／既知パターンに関する情報を得ることを含む。そのような情報は、使用中の位置アルゴリズム（例えば、カーブフィッティングまたは補償）を調整することを含む、位置情報をより正確に決定するためにシステム１００を較正するための基礎として使用することができる。
【０１１７】
別の例として、各固定位置装置の位置は、１つの固定位置装置の位置に関する情報を使用して決定することができ、他の固定位置装置の各々に、通信を送信すること、それぞれ、通信を受信待機することを指示することができる。固定位置装置は、通信を送信しないとき、送信している固定位置装置の信号特性情報を検出することができる。その結果、各固定位置装置は、他の固定位置装置の各々について信号特性情報を収集することができる。全ての固定位置装置の信号特性情報の収集は、すべての既知の固定位置装置に関する位置情報を決定するために、既知の１つの位置と共に使用することができる。この位置情報は、メモリに格納されてもよい。
【０１１８】
一実施形態では、携帯機器１０は、携帯機器の動き情報および／または位置および／または向き情報、または任意の組み合わせを決定するための１つ以上のセンサを含むことができる。これらのセンサは、角速度センサ、磁力計、加速度計、超音波スピーカ／マイクロフォン、および全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機のうちの少なくとも１つ以上を含むことができる。マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０は、動き情報または位置情報、またはその両方を決定するためのセンサのセットを含むこともできる。
【０１１９】
マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０、またはその両方に組み込まれた１つ以上のセンサは、角速度センサ、磁力計、加速度計、超音波スピーカ／マイクロフォン、ＧＰＳ受信機、速度計、および走行距離計の少なくとも１つ以上を含むことができる。追加的に、または代替的に、これらのセンサまたは類似のセンサのうちの１つ以上は、マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０の外部にあってもよいが、通信可能に結合され、それにより、マスタ装置１１０またはモニタ装置１２０は、外部センサからのセンサ情報を受信することができる。一例として、設備制御部１６０は、１つ以上のセンサを含むことができ、マスタ装置１１０は、設備制御部１２０とのコマンドインターフェース１５０を介してセンサからセンサ情報を受信することができる。
【０１２０】
追加的に、または代替的に、マスタ装置１１０は、マスタ装置１１０が設備コマンドインターフェース１５０を介して受信することができる設備の動作状態に基づいて、マスタ装置１１０が取り付けられている設備の動きおよび／または位置および／または向き情報、または任意の組み合わせを知ることができ、または決定することができる。例えば、設備は車両であってもよく、車両は駐車中であっても、停止していてもよい。マスタ装置１１０は、設備コマンドインターフェース１５０を介して設備制御部１６０から駐車または停止状態を示すステータス情報を取得することができる。別の例として、マスタ装置は、設備の動作特性に基づいて動きおよび／または位置および／または向き情報を知ることができ、または決定することができる。設備が既知の場所にある建物である場合、携帯機器１０は、その動きおよび位置情報を主通信リンク１４０を介してマスタ装置１１０に送信することができる。マスタ装置１１０は、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、フィンガープリント、三辺測量、三角測量、多辺測量、差分、機械学習、人工知能、および、ａ）携帯機器からの動きおよび／または位置および／または向き情報、ｂ）設備の動きおよび／または位置情報、ｃ）距離の三辺測量および／または多辺測量によって推定された、マスタ装置１１０に対する携帯機器１０の相対位置、または、ｄ）角度の三角測量によって推定された、マスタ装置１１０に対する携帯機器１０の相対位置、または、それらの任意の組み合わせを決定し、または統合する他の技術の任意の組み合わせを使用することができる。システムは、相対位置および／または向きの推定に基づいて、携帯機器１０、マスタ装置１２０、およびモニタ装置１２０アンテナ特性の変動を補償することができる。これらの技術の１つ以上により決定された統合情報は、マスタ装置１１０に対する携帯機器１０の相対位置のより正確な推定を提供することができる。経時的な、携帯機器１０の計算された位置に基づいて、過去の携帯機器１０の動きベクトルが決定され、将来の動きベクトルが推定され、そこから携帯機器１０の位置決め推定値がチェックされ（有効、信頼性の増加または減少、無効）、動きが分析および／または予測され得る。
【０１２１】
マスタ装置１１０は、統合された動き、位置、三辺測量、三角測量、多辺測量、差分、飛行時間、および／または他の情報について、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、フィンガープリント、または、機械学習技術、人工知能、または、それらの任意の組み合わせを使用することもできる。このようなフィルタ技術は、リレーアタックに対する保護を提供することができる。例えば、カルマンフィルタまたは粒子フィルタ、またはその両方を利用して、携帯機器１０によって送信された動きおよび／または位置情報が、三辺測量、多辺測量、差分、または三角測量情報と一致しないことを検出し、そのような検出に応じて、マスタ装置１１０は、情報が不一致であり、位置が有効でない（または非常に低い信頼性を有する）と判断することができる。このシナリオは、携帯機器１０が静止しており、リレーアタックを行う者が動きのある設備に近づいているときに発生し得る。さらに、動き情報は、カルマンフィルタに対する制御入力であってもよい。
【０１２２】
一実施形態では、マスタ装置１１０、例えば、ａ）実質的にフェージングの影響を回避し、または軽減するように、１つ以上のパラメータ（たとえば、異なるチャネルへの切り替え、オフセットまたは動的構成パラメータの適用など）を調整すること、および／または、ｂ）携帯機器１０の位置に関するフィンガープリントまたは指標としてフェージングの影響を使用することを含む、フェージングの影響を明らかにするように構成されてもよい。ブルートゥースＬＥのような狭帯域システムでは、マルチパス反射は、位置決定の精度に影響を及ぼし得る、１つ以上の信号特性にフェージングまたは他の影響を引き起こす可能性がある。
【０１２３】
このような影響を緩和するために、一例では、マスタ装置１１０は、いくつかのチャネル（例えば、２０チャネル以上）にわたって測定値を組み合わせることができる。フェージングの影響を緩和するための追加のアプローチには、２０または４０Ｈｚでの接続イベントのスケジューリング、各接続イベント（特定のチャネルにある）での携帯機器の信号強度の測定、オプションとしての複数の測定（例えば、接続イベントごとに２つ以上のパケット）、および、測定値を最大化、平均化、クラスタリング、または、中央値検出フィルタ、または、それらの任意の組み合わせとの結合が含まれる。次の接続イベントは、（ＢＬＥ仕様に従って）異なるチャネル上である可能性がある。単独で、またはこの追加のアプローチまたは他のアプローチと併せて使用することができる更なる可能なアプローチは、ａ）接続イベントを最大化、平均化、または中央値検出すること、例えば、異なるチャネルでの０．５〜２秒前の接続イベントを収集する平均化タイムウインドウフィルタを使用し、フィルタの出力の平均化を行う、ｂ）０．５から１秒程度の時定数を有する指数移動平均を用いて接続イベントを平均化し、平均化した接続イベントを異なるチャネルから週出する、ｃ）３〜５回の接続イベントのグループを収集し、減衰している可能性がある低い１〜３の信号強度を破棄し、次いで、アプローチａ）またはｂ）、または両方の平均化方法を使用する、ｄ）生データに粒子フィルタを実行する。ｅ）生データにカルマンフィルタを実行する、または、ｆ）それらの任意の組み合わせ、を含む。
【０１２４】
一実施形態では、携帯機器１０の位置は、動作モードに基づいて決定されるアルゴリズムプロセスを介して決定されてもよい。アルゴリズムプロセスの決定は、三辺測量、多辺測量、三角測量、差分、フィンガープリント、機械学習、人工知能、または他のアルゴリズムのうちの少なくとも１つを選択することを含むことができる。選択の基礎として使用される動作モードは、ａ）携帯機器１０が対象物の第１の距離範囲の外側または内側であると判定されるかどうか、ｂ）携帯機器１０が車両（または、建物、部屋、ゾーンなど）の客室の外側または内側であると判定されるかどうか、ｃ）対象物の状態、ｄ）候補の携帯機器１０の位置、およびｅ）位置決定の確実性（確率的に）、の少なくとも１つに基づくものであってもよい。１つ以上の実施形態では、携帯機器１０の位置を決定するために、１つ以上の任意の数のアルゴリズムプロセスが同時に実行され、最高の信頼性をもたらすアルゴリズムを組み合わせ、および／または選択する（または、信頼性が欠如したときには、特定のアルゴリズム、または特定のアルゴリズムの組み合わせる）ことができる。
【０１２５】
図８の図示された実施形態を参照すると、携帯機器１０に関する位置情報を決定する方法が示され、全体が１２００で表されている。方法１２００は、１つ以上のモニタ装置１２０によって監視される主通信リンク１４０を介する通信に基づくことができる。このような通信は、図７の図示された実施形態による通信またはメッセージの監視を含む、本明細書に記載された１つ以上の実施形態に従って監視することができる。主通信リンク１４０に関連する通信のパラメータおよびタイミングは、主通信リンク１４０の監視を容易にするために、補助通信リンク１３０を介してマスタ装置１１０から１つ以上のモニタ装置１２０に提供されることができる。
【０１２６】
図８の図示された実施形態では、１つ以上のモニタ装置１２０は、マスタ装置１１０から受信した、タイミング情報またはスケジュール情報、またはその両方に基づき、それぞれの無線通信インターフェース１２４を、主通信リンク１４０を監視することを可能にし、調整することができる。ステップ１２０２。監視のための調整は、スケジュールされた通信時間の前に、または主通信リンク１４０での接続イベントの前に行われてもよい。このようにして、モニタ装置１１０は、スケジュールされたメッセージまたは接続イベントのような、１つ以上のスケジュールされたイベントの前に、主通信リンク１４０での通信を監視するように自身を設定することができる。接続イベントは、マスタ装置１１０および携帯機器１０からのいくつかのそれぞれの送信を含むことができる。ステップ１２０６。接続イベントの前にそのような通信を監視するように調整することによって、モニタ装置１１０は、マスタ装置１１０と携帯機器１０との間のすべてのやり取り、またはやり取りの実体的な部分を捕捉することができる。
【０１２７】
１つ以上のモニタ装置１２０は、主通信リンク１４０に関する、および携帯機器１０からの送信に関する信号特性情報を決定するために、１回以上の測定を行うことができる。ステップ１２０４、１２０５、１２０７、１２０８、１２０９および１２１０。より具体的には、接続イベントの前、マスタ装置の送信の間、マスタ装置の送信後、携帯機器の送信中、携帯機器の送信後、または接続イベント後、またはそれらの組み合わせで、１つ以上のモニタ装置１２０が、スケジュールされた時間フレームの間、主指示リンク１４０によって利用されるチャネルの電力を測定することができる。これに代えて、またはそれに加えて、マスタ装置１１０は、様々な時点で、チャネルにおける電力の１回以上の同様の測定を行うことができる。
【０１２８】
モニタ装置１２０は、監視されているメッセージと１回以上の測定とが、マスタ装置１１０と携帯機器１０との間の通信に対応していることを検証するために、１回以上の測定と併せて、主通信リンク１４０を介して受信された通信の分析を行うことができる。ステップ１２１２またはステップ１１１４。このようにして、モニタ装置１２０は、主通信リンク１４０の電力、または携帯機器１０とやり取りされたメッセージを正しく監視したことを確認することができる。例えば、モニタ装置１２０は、ブルートゥースＬＥアクセスアドレスの検証、巡回冗長検査（ＣＲＣ）の検証、メッセージの安全なハッシュの検証、有効な解読、およびメッセージのタイミング、の確認ステップうちの１つ以上を行うことができる。モニタ装置は、確認情報または確認情報の概要をマスタ装置１１０に送信することができる。ステップ１２２６またはステップ１１３４。マスタ装置１１０は、携帯機器１０がある場所にあるという肯定的な決定に寄与するために情報が使用されるべきである場合、モニタ装置１２０の確認情報が有効であるかを決定してもよい。マスタ装置１１０がこれを行うには、マスタ装置が携帯機器１０から受信したメッセージを復号化し、ステップ１２１８またはステップ１１３８、メッセージの真正性を検証し、次いで、ステップ１２２６またはステップ１１４０、確認情報がメッセージにマッチしていることを検証すればよい。これらのステップは、携帯機器１０の位置を偽る相手に対する保護を強化することができる。ステップ１２１６またはステップ１１４４。マスタ装置１１０は、モニタ装置１２０からの受信信号特性だけでなく、確認情報を使用して、携帯機器１０がある場所にあると決定するのに十分な情報があるかどうかを判断することができる。ステップ１２２０または１１４４。マスタ装置１１０は、携帯機器１０が適切に位置しているか、および／または適切に認証されているか、および／または設備に対する動作を許可または指示することが適切に認可されているかどうかを決定することができる。例えば、携帯機器１０は、マスタ装置１１０に認証されるか、または既知であり得るが、マスタ装置１１０を介して動作を実行することは認可されないかもしれない。この場合、マスタ装置１１０は、認可されていない携帯機器からのコマンドを無視することができる。ステップ１２２４または１１４６において、ステップ１２２０または１１４４に基づいて、マスタ装置１１０は、コマンドインターフェース１５０を介して、設備が特定の動作を実行することを選択する、携帯機器１０またはマスタ装置１１０が伝えた任意の指示／要求とともに、現在の携帯機器１０の位置および関連情報を設備制御部１６０に通信することができる。
【０１２９】
１つ以上のモニタ装置１２０は、主通信リンク１４０に関する様々な情報をマスタ装置１１０に通信することができる。このような通信は、補助通信リンク１３０を介して、または１つ以上のモニタ装置１２０とマスタ装置１１０との間のプライベート通信リンクを介して送信することができる。（図７の図示の実施形態のステップ１１３４）。例えば、１つ以上のモニタ装置１２０は、通信イベントに対応する１つ以上の測定値に基づいて信号特性情報を通信することができる。ステップ１２１４またはステップ１１３４。追加的にまたは代替的に、１つ以上のモニタ装置１２０は、監視された通信またはメッセージ関連情報、ステータス情報、およびセキュリティを強化し、正しいメッセージに関連付けられた測定値を示すために捕捉されたメッセージのメソッド識別子（例えば、ハッシュ）のタイプの情報の少なくとも１つ以上をマスタ装置１１０に通信することができる。ハッシュは、メッセージ（例えば、メッセージ認証コードまたはデジタル署名）を認証するために、通信プロトコルによって利用される、ＣＲＣまたは任意の他の識別子、チェックサム、またはセキュリティ特徴であってもよい。例えば、ブルートゥースＬＥの場合、メッセージ識別子は３２ビットのメッセージ完全性検査フィールドであってもよい。代替的に、メソッド識別子は、例えば、共有（対称）キーまたは公開／個人（非対称）キーのような、いくつかの追加のエントロピーで味付けされたメッセージの別個のハッシュを含む、通信プロトコルに標準ではない方法を使用して計算することができる。一実施形態では、信号特性情報は、主通信リンク１４０における電力の１つ以上の測定値を含むことができる。代替的に、または追加的に、モニタ装置１２０は、１つ以上の測定値に基づいて受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を計算し、マスタ装置１１０に送信する信号情報にＲＳＳＩを含めることができる。代替的に、または追加的に、モニタ装置１２０は、１つ以上の測定値に基づいて到着角度を計算し、マスタ装置１１０に送信する信号情報に到着角度を含めることができる。モニタ装置１２０は、監視されたメッセージに関連する到着時刻などのメッセージ関連情報をさらに通信することができる。通信される情報は、上記のメッセージ情報および信号特性に限定されず、付加的または代替的な情報は、本明細書に記載の計算の任意の組み合わせに基づいて通信されてもよいことが理解されるべきである。
【０１３０】
１つ以上のモニタ装置１２０からの信号特性情報の通信に加えて、またはそれに代えて、携帯機器１０が信号特性情報を通信してもよいことが理解されよう。例えば、携帯機器１０は、マスタ装置１１０にＲＳＳＩを通信することができる。
【０１３１】
一実施形態では、１つ以上のモニタ装置１２０とマスタ装置１１０は、通信に関するセキュリティを実質的に高める方法で、補助通信リンク１３０を介して互いに通信することができる。例えば、モニタ装置１２０からの送信は、マスタ装置１１０によって、既知のモニタ装置１２０からのものであると検証されてもよい。マスタ装置１１０およびモニタ装置１２０は、そのような検証を達成するためにチャレンジ／応答プロトコルを実施することができる。
【０１３２】
本明細書で論じるように、マスタ装置１１０は、１つ以上のモニタ装置１２０から受信した信号特性情報に基づいて、携帯機器１０に関する位置情報を決定することができる。図示した実施形態では、マスタ装置１１０は、位置情報を決定するために前述した技法のいずれかを利用することができる。ステップ１２１６またはステップ１１４２。
【０１３３】
例えば、マスタ装置１１０のコントローラ１１２は、モニタ装置１２０から受信した信号特性情報（例えば、信号強度情報を含む）の各ストリーム上で、平均化フィルタ（例えば、ウィンドウフィルタ、指数移動平均フィルタ、最大化フィルタ、中央値検出フィルタまたは他の平均化フィルタなど）を適用することができる。コントローラ１１２は、各モニタ装置１２０での平均受信電力（Ｐｒ）とＦｒｉｉｓ方程式Ｐｒ＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋２０ｌｏｇ（λ／４πＲ）を用いて、モニタ装置１２０と携帯機器１０との間の範囲（Ｒ）を推定することができる。ここで、Ｐｔは、メモリから検索された携帯機器１０の送信電力であり、Ｇｔは、メモリから検索された携帯機器１０のアンテナ利得であり、Ｇｒは、メモリから検索されたモニタ装置１２０のアンテナ利得であり、およびλは、メモリから検索された主通信リンク１４０の周波数である。コントローラ１１２は、非線形最小二乗三辺測量アルゴリズム、多辺測量アルゴリズム、または他のアルゴリズムを使用して、携帯機器１０の位置を推定するために、モニタ装置１２０と携帯機器１０との間の範囲（R）の推定値、およびメモリから検索されるモニタ装置１２０の位置を使用してもよい。マスタ装置１１０が位置情報を決定した後、通信の調整を開始することによって、プロセスは任意に繰り返えされることができる。ステップ１２０２。
【０１３４】
異なるように構成されたアンテナ構成および潜在的な障害物（例えば、車のミラー、車のドア、または金属バリヤ）のような様々な要因に対応するための補償情報を利用しても、しなくてもよい技術を含む、様々な位置決め技術が、位置情報を決定するために利用されることができる。一実施形態では、マスタ装置１１０は、ａ）携帯機器１０の送信電力、ｂ）モニタ装置１２０およびマスタ装置１１０のそれぞれによって測定された受信電力、およびｃ）モニタ装置１２０とマスタ装置１１０の相対的な位置に基づいて、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０に対する携帯機器１０に関する位置情報を決定することができる。この情報に基づいて、位置情報は、マスタ装置１１０に対する携帯機器１０の位置の推定値であってもよい。
【０１３５】
一実施形態では、位置情報は、リンク品質インジケータ（ＬＱＩ）の決定に少なくとも部分的に基づいてもよい。接続イベント（例えば送信）の前、接続イベント中、および接続事象後の通信チャネルにおける電力を測定することによって、マスタ装置１１０は、信号対雑音比を計算することができ、これは、ＬＱＩの一形態であるとみなされる。このＬＱＩ情報を用いて、マスタ装置１１０は、携帯機器１０と固定モニタ装置１２０（例えば、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０）との間の範囲の推定を向上させることができる。
【０１３６】
より具体的には、通信システム１００は、携帯機器１０がメッセージを送信する前、送信中、および送信後に電力を測定することによって、各チャネルにおいて偽の送信機がアクティブであるときを識別することができ、そのような偽の送信機によって、携帯機器１０からの送信への追加の電力が占められる。偽の送信を補償することによって、マスタ装置１１０は、携帯機器１０に関する位置精度を向上させることができる。測定は、主通信リンク１４０を介した携帯機器１０からの一つ以上の送信、または主通信リンク１４０を介してのマスタ装置１１０からの一つ以上の送信、またはそれらの組み合わせに関して行われてもよい。
【０１３７】
モニタ装置１１０によって提供される信号特性情報は、接続イベントに関連付けられた特定の時間の間の主通信リンク１４０の電力だけの測定に限定されないことを理解されたい。追加のまたは代替の測定は、例えば、ノイズフロアおよび他の送信機が主通信リンク１４０に関連する送信と衝突する割合を含み、固定位置装置によって行われてもよい。
【０１３８】
一実施形態では、固定位置装置（例えば、マスタ装置１１０および１つ以上のモニタ装置１２０）から感知される様々な情報が、固定装置が関連付けられている対象物または設備（例えば、車両または建物）上および周囲のＲＦ送信に影響を及ぼす、対象物の位置の変化を判定するための基礎として使用されてもよい。例えば、ドアの開閉や、設備の近くにある他の大きな物体は、ＲＦ送信に影響を与える可能性がある。そのような変化に関連する１つ以上の信号特性を監視することにより、結果として得られる効果の解析が可能になり、それに応じてマスタ装置１１０が補償することが可能になり、従って、携帯機器１０の位置情報を決定する際の実質的な精度を維持することができる。
【０１３９】
場合によっては、ＲＦ送信に影響を及ぼす物体の存在または移動による環境の影響は、特定の構成に共通することがある。一例として、車両に組み込まれた通信システム１００は、多くの場合、完全に開いた状態と完全に閉じた状態の２つの位置の間での車両のドアの移動に遭遇するかもしれない。ＲＦ送信に対する様々な影響を含む、車両のドアの様々な位置を原因とする較正および補償は、携帯機器１０に関する位置情報のより正確な決定を容易にすることができる。言い換えれば、ＲＦ送信に対する外部物体の影響に関する情報を使用して、携帯機器１０の位置の推定値を微調整することができる。
【０１４０】
検出された信号特性情報に基づいて携帯機器１０の位置を決定する際に補償情報を利用することができるが、状況によっては、その決定に対する外部物体の影響が通信システム１００自体によって実質的に打ち消され得ることに注意すべきである。例えば、固定位置装置は、実質的に同じ時間に実質的に同じ通信を監視している可能性があるので、システム雑音は、実質的に同じだけ測定値に影響を与える可能性があり、その結果、例えば、検出された信号特性情報に基づく三辺測量または多辺測量が、実質的に正確な結果をもたらす。
【０１４１】
一実施形態では、マスタ装置１１０は、図６の図示された実施形態において、携帯機器１０の位置を迅速に決定するために、ステップ１００６で、最初の、短期接続中の通信の測定を行うように１つ以上のモニタ装置１２０に指示することができ、その位置情報をゲートとして使用して、携帯機器１０がその位置に基づいて認可されているかどうかを判定することができる。これに代えて、またはそれに加えて、マスタ装置１１０は、図６に示す実施形態において、ステップ１０１６で、長期接続中の通信の測定を行うための指示を提供してもよい。この場合も、マスタ装置１１０は、その位置に基づいて携帯機器１０が認可されているかどうかを判定するために、位置情報をゲート（例えば、信認基準）として使用することができる。
【０１４２】
開示の目的のために、１つ以上のモニタ装置１２０が、主通信リンク１４０の通信チャネルにおける電力を監視または感知することができるものとして説明されたこと、この感知された情報が、携帯機器１０に関する位置情報を決定するための基礎として使用され得ることに留意されたい。しかしながら、本開示はそれに限定されない。例えば、モニタ装置１２０は、接続パラメータを知ることなく、接続イベント中に発生するＲＦ送信をスキャンし、位置決定の基礎として使用され得る暗号化されたメッセージ、信号強度またはレイテンシ情報などの感知された情報を通信してもよい。別の例として、モニタ装置１２０は、基礎となる情報を復号することなく信号を監視するように構成された通信インターフェース１２４を含むことができる。この構成における通信インターフェース１２４は、ブルートゥースＬＥチップセットまたはＲＦ通信チップセットを含まなくてもよく、1つ以上のＲＦ特性を監視するように構成されてもよい。
【０１４３】
携帯機器１０と複数の固定位置装置との間の複数の通信リンクを回避することで、携帯機器１０内のリソースを節約することができるが、本開示は、単一の通信リンクを確立する携帯機器１０に限定されないことにさらに留意すべきである。すなわち、携帯機器１０は、一実施形態によれば、複数の固定位置装置との複数のそれぞれの通信リンクを確立してもよい。一実施形態では、マスタ装置１１０が車両の外部に存在し、第２マスタ装置１１０が車両の内部に存在し、１つ以上のモニタ装置１２０が車両上または車両内に存在し、その場合、携帯機器１０は、両方のマスタ装置１１０と主通信リンク１４０を確立し、１つ以上のモニタ装置１２０は、両方の主通信リンクを傍受する。システム１００は、通信リンクの１つ以上の信号特性を含むこれらの通信リンクに基づいて、固定位置装置に対する携帯機器１０に関する位置情報を決定することができる。
【０１４４】
「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「内側」、「内側へ」、「外側」および「外側へ」などの方向を示す用語が、図示された実施形態の方向に基づいて本発明を説明するのを助けるために使用される。方向を示す用語の使用が、本発明を特定の方向に限定すると解釈されるべきではない。
【０１４５】
上記の説明は、本発明の現在の実施形態の説明である。均等論を含む特許法の原則に従って解釈されるべき、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の精神および広範な態様から逸脱することなく、様々な変更や変化がなされることができる。本開示は、説明のために提示されたものであり、本発明のすべての実施形態の包括的な説明として解釈されるべきではなく、または請求の範囲をこれらの実施形態に関連して図示または説明される特定の要素に限定するものでもない。例えば、限定するものではないが、記載された発明の任意の個々の要素は、実質的に同様の機能を提供するか、さもなければ適切な動作を提供する代替要素によって置き換えることができる。これには、例えば、当業者に現在知られているような、現在知られている代替要素、および開発時に当業者が代替要素として認識するような、将来的に開発される代替要素が含まれる。さらに、開示された実施形態は、共に記載され、協力して利点の集まりを提供する複数の特徴を含む。本発明は、発行された特許請求の範囲に明示的に記載されている場合を除き、これらの特徴の全てを含む、または、記載された全ての利点を提供する実施形態のみに限定されない。例えば、冠詞「a」、「an」、「the」または「said」を使用する、単数形での請求項要素を参照することは、要素を単数に限定するものとして解釈されるべきではない。「Ｘ、ＹおよびＺのうちの少なくとも１つ」としての請求項要素に対する言及は、個々にＸ、ＹまたはＺのいずれか１つ、およびＸ、ＹおよびＺの任意の組み合わせ、例えばＸ、Ｙ、Ｚ；Ｘ、Ｙ；Ｘ、Ｚ：Ｙ、Ｚを含むことを意味する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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